多基站模式下的实时与自适应室内定位方法研究

无线通信网络的增值推动了适宜和有效的室内外定位的发展。提出WLAN环境下多基站辅助的自适应定位方法,此方法基于由多个基站信息及其与位置指纹样本点之间的映射关系实时生成的位置指纹库估算移动站的位置。其中,基站与位置指纹样本点对应信号强度之间的映射通过BP神经网络构建。此方法不但能够适应环境中小尺度扰动因素,还能够通过对基站信息的内插适应大尺度环境变化情况。另外,此方法采用的信号强度差分度量,能有效削弱多个设备之间的差异造成的定位误差。试验结果显示该方法能够在动态环境中精确定位目标。

GPS用于工程形变监测若干问题分析

本文分析了ＧＰＳ卫星定位技术用于工程形变监测中的几个问题，在此基础上提出实际应用中应采取的一些措施。

GPS定位中的RINEX信息格式及其分析

以目前国际上公认的较为完善的ＧＰＳ数据标准经交换格式－ＲＩＮＥＸ格式的２．０版为基础详细地介绍了和分析了该记录信息格式的内容，特点是及其最新发展，。并指出用户使用中的注意事项。

导航卫星自主定轨的算法研究及模拟结果

讨论了利用卫星 卫星间的距离观测值建立导航卫星系统自主定轨的数学方法 ,并用GPS星座模拟星间观测值 ,采用滤波算法计算卫星的状态参数。模拟结果表明 ,在空间测距精度一定的情况下 ,自主定轨精度能高于GPS广播星历 。

基于无线局域网信号的城区室内外无缝定位技术

无缝定位技术被认为是移动位置服务的支撑技术,讨论了基于无线局域网(WLAN)的城区室内外无缝定位技术,利用室外公众电话亭WLAN和室内普通WLAN信号,基于实际环境建模的简化无线信号路径衰减模型,通过Cell-ID排序和交会算法,实现在城市室外环境2.1～25 m、室内环境下0.8～4.2 m的定位精度,此技术可应用于城市室内外无缝定位服务。

面向室内WLAN定位的动态自适应模型

提出了一种面向无线局域网（wireless local area network,WLAN）位置指纹匹配定位的动态自适应模型,借助多个基站的实时数据为稳健室内定位提供更新的匹配数据库——radio map。基于基站与radio map采样点之间的空间关联性,将基站数据和radio map分别作为多层神经网络的输入和输出,动态更新radio map;利用多元数据异常探测技术检验基站数据捕获环境的时空变化;根据探测结果采用顾及室内布局的数值内插和再训练的方式更新模型,从而使其适应环境的时空变化。在室内动态环境中进行了多次验证试验。试验结果显示,在时变因素作用下,相比较传统方法,采用所提模型的定位方法的平均误差至少下降10%;在空间变化因素（以信标移动为例）作用下,其他方法平均定位误差大幅增加了至少165%,而采用所提模型方法的平均定位误差只增加了10%~20%,定位精度维持在3m左右（即原始精度）。结果证明采用了所提模型的定位系统能够自适应环境的时空变化而保持原有定位表现。不过,与传统位置指纹匹配定位方法相比,该模型带来了更多的计算负荷。

北斗与GPS集成的高精度定位及桥梁监测分析

GNSS可提供全天候的实时高精度定位结果,是形变监测的主要方法之一,但卫星信号极易受到周围环境如建筑物、人群等遮挡的影响,而相当数量的基础设施修建于山谷、城市建筑群、车流密集等区域。文章研究在遮挡环境下卫星定位应用于形变监测领域的可行性问题。因中国北斗系统在星座布设上与GPS不同,采用GEO、IGSO及MEO三种不同轨道类型形成高轨卫星与中轨卫星的结合,不同的轨道类型有不同的特点,对定位精度的影响也不尽相同。以广州大桥为例,通过对北斗/GPS集成高精度定位的研究,并针对北斗卫星的不同轨道类型,利用GEO、IGSO及MEO之间的不同组合进行定位,分析其在形变监测的可行性。研究表明:北斗/GPS集成高精度定位精度可达毫米级,能够满足形变监测的需求;同时,北斗/GPS集成定位可增加可视卫星数,改善卫星的几何分布,而北斗系统的高轨卫星高度角较高,特别是GEO和IGSO两种高轨卫星的组合仍能达到1 cm的定位精度,大大提高了山谷、高边坡、城市峡谷等遮挡较为严重区域中卫星高精度定位的可行性,有利于形成全天候自动化实时高精度的形变监测与灾害监测安全预警系统。

Turbo Rogue SNR-8000 GPS接收机作业中故障的处理

本文对Turbo Rogue SNR——8000 GPS接收机作业中容易出现的一些问题作了分析,并在此基础上给出了处理这些问题的措施,以帮助用户排除作业中的仪器故障,提高效益。

基于WiFi和WSN的室内外混合定位研究

针对室内及卫星信号遮蔽区域的定位问题,提出了基于粒子滤波的混合定位方法。此方法通过采集和处理WiFi和其他泛在信号,比如WSN(wireless sensor network, 2.4GHz Zigbee)的混合信号强度信息实现位置估算,其中,WiFi数据作为滤波过程的主要观测量,而WSN数据作为增强信息辅助粒子重采样来提高关键区域的定位精度。在卫星信号遮蔽区域开展了实验,结果表明,与单一定位方法相比,混合定位方法取得了更高的定位精度。

改进AR模型在垂直形变模拟与预测中的应用研究

针对垂直形变的模拟和预测应用需要,首先分析了滑动平均(MA)模型、自回归(AR)模型及滑动平均自回归(ARMA)模型及其相互关系,指出了它们之间存在的等价性.在此基础上研究了基于模型等价性的高阶AR模型替代其他模型的方法以及该法在垂直变形模拟分析中的应用,同时针对高阶AR模型在模拟与预测应用中存在的问题,详尽探讨了用多级低阶AR模型(MAR)代替高阶AR模型的方法,使得改进后的AR模型可以满足实时在线垂直形变模拟及预测的需要.最后通过实际观测数据和应用实例验证了改进模型的可行性.

基于网络RTK图根控制测量数据后处理及分析

GPS网络RTK技术在工程应用领域发展比较迅猛,目前国内许多城市已经建立了自己的网络RTK系统,将其大面积应用于工程测量领域,而对其采集的数据精度再分析及改进没有相关的研究,文章将结合工程实践及自由网平差理论提出改进网络RTK图根控制点点组整体精度的方法,通过比较研究得出的结论使观测数据精度进一步提高,对网络RTK观测数据误差研究具有参考价值。

北斗多模定位与传感网络集成的高精度形变监测设计及分析

北斗导航系统正在为亚太地区提供服务,并将逐步实现全球覆盖,未来将在测绘、交通、监测等众多领域发挥重要作用。本文主要探讨BD/GPS双模高精度定位,并以广东省清远市飞来峡大坝为例,设计形变监测网,集成Zigbee无线传感网,形成自动化形变监测系统,对比分析BD/GPS双模和GPS单模两种定位模式下监测网的可发现最小形变位移的能力,结果表明:BD/GPS双模定位更有利于提高监测网的监测能力。

基于改进小波阈值的MEMS陀螺去噪算法

随机误差是影响MEMS陀螺仪精度的重要因素。为了有效处理MEMS陀螺仪的随机误差,采用Allan方差对其进行辨识。通过对比选取Birge-Massart策略确定阈值,在分析硬阈值、软阈值和折中阈值小波去噪的基础上,提出了一种改进的小波阈值去噪算法。该算法构造了一种改进的阈值函数,它具有良好的连续性,一定程度减少了恒定偏差问题。利用MEMS陀螺仪输出信号,分别采用硬阈值、软阈值、折中阈值和改进阈值小波去噪算法进行对比实验。结果表明:改进的小波阈值去噪算法能更好地抑制MEMS陀螺仪的随机误差,处理信号的高频噪声,去噪效果较优。

MEMS陀螺仪随机误差分析与小波阈值去噪研究

微机电(MEMS)陀螺仪的随机漂移误差较大,严重影响导航精度。针对上述问题,首先利用Allan方差分析了MEMS陀螺的随机漂移误差;然后基于小波阈值去噪算法处理陀螺信号的高频噪声,建立了硬阈值函数和软阈值函数,并通过两种函数对陀螺信号进行小波阈值去噪处理。实验结果表明:较之硬阈值函数,软阈值函数去噪效果更佳,去噪后信号标准差更低,量化噪声、角度随机游走和零偏不稳定性分别下降了97.34%、97.62%、57.07%。

基于光度与点线特征融合的半直接单目视觉定位算法

针对室内环境中对定位精度和可用性不断提高的需求,基于视觉的同步定位与建图算法(SLAM)成为了室内定位领域的研究热点,但是视觉SLAM算法或因采用点作为特征导致其在低纹理环境鲁棒性较低,或因只采用光度计算而对环境过于敏感。由此,提出了基于光度和点线特征融合的半直接单目视觉定位算法,结合基于光度的直接法构建相对稠密的逆深度场景结构进行位姿优化,同时在基于点特征的算法上加入直线特征提高特征的丰富性和位姿估计的准确性。通过EuRo C数据集和实际场景实验表明:所提方法具有更高的位姿估计精度和鲁棒性。

基于钟差预测辅助的TDCP测速研究

针对重特大灾害发生时密集废墟或城市峡谷造成的信号频繁遮挡,以及由高压电力通讯设施或发生地震等灾害时产生的复杂强电子干扰而无法测速的问题,基于时间序列理论,对接收机钟差进行短期预测,并将钟差预测辅助载波相位时间差分(time-differenced carrier phase,TDCP)算法进行解算,以实现恶劣环境下载体获取三维测速信息的功能。由于TDCP避免了整周模糊度解算的问题,能够有效削弱具有明显时间序列的共模误差,具有短期精度高的特点,因此,本文利用少于4颗的GPS有效卫星星座,通过ARIMA模型得到一定精度的接收机钟差短期预测值,来扩充测速观测条件,并结合TDCP获取短期较高精度的测速结果。实测数据表明,本方案能在80 s的时间尺度内,在有效卫星数不足的情况下,无需增加额外硬件即可满足载体测速需求,且测速精度在动态条件下可以达到分米级。

交通运输网络的二叉堆索引及路径算法优化

交通运输网络的最短路径分析是地理信息系统网络分析最常见的应用之一.该文在二叉堆索引结构的基础上改进了计算最短路径的Dijkstra算法和A^*算法,采用了多种优化策略提高算法的运行效率.首先,应用二叉堆索引提高了交通运输网络存储结构的读取效率;其次,通过数据类型的低精度损耗简化和运算类型的简化,提高了算法的计算效率.另外,优化了A^*算法中估计函数的计算方式,有效降低了搜索空间,提高了Dijkstra算法和A^*算法的整体计算效率.实验结果表明Dijkstra算法的改进方法可使计算速度提高7倍以上,对A^*算法的改进可使计算速度提高200倍以上.

基于广播星历的单点定位精化研究

简要介绍单点定位技术发展的意义,探讨了单点定位的基本原理、处理方法、所涉及的误差改正以及数据处理中的一些关键技术,对现有基于广播星历的单点定位计算方法进行了精化,通过采用低通滤波技术,使之更具有实用性。最后根据实测数据的计算分析得到了一些比较好的结果。