北斗星基增强双频服务性能评估方法及飞行试验分析

北斗星基增强系统(BeiDou Satellite-Based Augmentation System,BDSBAS)通过B2a信号播发双频增强电文实现同时增强多个卫星星座,为用户提供更为精确、可靠的定位和导航服务.针对民航对BDSBAS在进近阶段定位性能的需求,本文研究了BDSBAS双频定位算法,并基于静态站数据和飞行实测数据从精度、完好性两个方面对BDSBAS双频服务性能进行评估.静态试验数据选取2024年1月17日北京、西安、嘉峪关BDSBAS站的全天数据,飞行实测数据采集于辽宁省沈阳市法库财湖通用航空机场进行的航空试验.静态评估结果表明:评估期间北京、西安和嘉峪关BDSBAS站的定位误差相对稳定,95%水平定位精度优于2 m,95%垂直定位精度优于3 m.水平方向上可用性优于99.998%,垂直方向上可用性优于99.984%.飞行试验结果表明:测试期间水平精度和垂直精度分别为1.8269 m和2.6014 m,且未发生完好性事件.静态和动态评估结果均满足国际民用航空组织(International Civil Aviation Organization,ICAO)APV-I指标对精度和完好性的相关要求.文中研究结果对BDSBAS性能评估具有一定的参考意义.

基于全连接神经网络的GNSS/INS组合定位方法

作为一种比单一导航系统精度更高、稳健性更好的导航方案,全球导航卫星系统/惯性导航系统(global navigation satellite system/inertial navigation system,GNSS/INS)组合导航,在各种运动载体中得到广泛应用。针对环境遮挡或电磁干扰导致卫星导航信号中断从而降低组合定位精度的问题,提出一种基于全连接神经网络(fully connected neural network,FCNN)的GNSS/INS组合导航定位方法,该方法由训练模块和预测模块构成。在GNSS信号正常的情况下,该方法利用INS解算的位置和速度信息与组合导航输出的位置和速度信息对FCNN模型进行训练;当GNSS信号中断或失效时,利用前期训练的FCNN模型预测输出导航解。采用实测数据对所提方法进行了验证,结果表明,提出的基于FCNN的GNSS/INS组合导航方法可有效地抑制单一惯导定位误差发散的情况,提高GNSS信号中断时GNSS/INS组合定位结果的精度和可用性。

基于注意力机制改进孪生网络的无人机跟踪算法

为了应对非合作无人机带来的安全隐患问题,对其实现有效监管,提出了一种基于改进孪生网络的无人机目标跟踪算法。首先,对全卷积孪生网络的结构进行改进,在网络结构中添加了Ghost卷积和集成卷积注意力模型;然后,利用构建的无人机数据集对改进网络算法与3种传统目标跟踪算法SiamFC、DeepSORT和FlowTrack进行训练和验证;最后,将4种算法进行对比分析,结果表明:该算法精确度达到91.4%,成功率69.6%,性能优于其他3种算法,能够有效跟踪无人机目标。

中国大陆地区GNSS ZTD对超强东部型厄尔尼诺事件的响应

利用CMONOC提供的GNSS连续观测数据分析天顶对流层延迟(ZTD)代替水汽的可行性,并利用快速傅里叶变换(FFT)和小波变换(WT)开展GNSS ZTD对超强东部型厄尔尼诺事件的响应分析。结果表明,超强东部型厄尔尼诺事件会增加中国大陆地区水汽含量,在热带及亚热带地区响应更为显著;同时该事件会影响GNSS ZTD的显著变化周期,使9个月的变化周期减弱,0.8~3个月内的变化周期增强。

基于FFT与小波变换的SOI与GNSS ZTD的周期变化影响研究

为探究ENSO事件对GNSS ZTD(水汽)周期变化的影响及其相互关系,以河北省为例开展ENSO事件对GNSS ZTD及其周期变化的影响研究。首先利用快速傅里叶变换方法筛选出南方涛动指数(SOI)与GNSS水汽的共同周期,再利用小波变换提取GNSS水汽与SOI共同周期所在的高频项,并将重构的高频项与SOI进行相关性分析。结果表明,SOI与GNSS ZTD存在负相关性,由此推断ENSO事件与GNSS ZTD的周期变化存在一定关联。利用快速傅里叶变换方法分别提取ENSO事件和正常气候下GNSS ZTD的变化周期,分析ENSO事件对GNSS ZTD周期变化的影响,结果表明,ENSO暖事件(厄尔尼诺事件)对GNSS ZTD的最长显著周期存在显著影响;ENSO冷事件(拉尼娜事件)对GNSS ZTD的最长显著周期影响较弱。

京津冀地区GNSS ZTD时序分析及对厄尔尼诺事件的响应

京津冀地区夏季暴雨频发,水汽是影响暴雨形成的关键要素之一.本文利用中国大陆构造环境监测网络(CMONOC)京津冀地区GNSS(全球导航卫星系统)观测资料,开展GNSS天顶对流层总延迟(ZTD)时序分析及对厄尔尼诺事件的响应研究.利用快速傅里叶变换与小波变换方法从频域和时域开展GNSS ZTD时序分析,并对GNSS ZTD不同周期时序与东部型指数(I_(EP))、中部型指数(I_(CP))进行比较,分析I_(EP)、I_(CP)对GNSS ZTD周期变化的影响.研究发现:GNSS ZTD异常时段与厄尔尼诺事件存在对应关系.东部型指数(I_(EP))与GNSS ZTD呈正相关;中部型指数(I_(CP))与GNSS ZTD呈显著负相关.在东部型厄尔尼诺事件的影响下,GNSS ZTD的季节性周期增大,月周期和半月周期减小;在中部型厄尔尼诺事件的影响下,GNSS ZTD的季节性周期、月周期、半月周期都减小.研究结果可为掌握区域GNSS ZTD预测变化规律提供参考,并为利用水汽感知厄尔尼诺事件提供可行性基础.