基于GPS多天线技术的远程自动化高边坡监测系统

针对高边坡在大型工程建设中的重要性和常规GPS监测方法在高边坡监测中无法克服的弱点问题,从系统的投入成本、自动化及可靠性角度考虑,提出了基于GPS一机多天线技术、GPRS无线通讯与控制等技术的远程自动化高边坡安全监测系统。该系统实现了高危边坡现场监测数据的自动采集与无线传送至远程监控中心,并在远程监控中心自动完成数据的解算与分析,已在云南小湾水电站二号山梁的形变监测中得到成功的应用。

小区域消费级无人机倾斜摄影像控点布设及建模精度研究

像控点布设是无人机倾斜摄影施测阶段的重要环节,直接决定后期三维实景模型的精度。本文面向校园等小区域环境,利用消费级单镜头多旋翼无人机航摄系统获取影像数据,重点设计了不同像控点布设方案,基于全自动数据处理系统进行空三加密及三维模型的构建,并对模型成果进行精度分析,为实际工作中小区域像控点的布设提供建议和指导。

基于改进蚁群算法的区域伪卫星增强GPS星座优化设计

为实现信号遮挡严重区域伪卫星增强GPS系统的最优导航定位性能,提出了增强星座优化模型及基于改进蚁群算法的实现方法.首先,根据恶劣定位环境可见GPS卫星时空分布不均的特点,基于精度、可用性、连续性等导航性能指标以及系统投入成本和工程地质、地形条件建立增强星座的优化模型.然后,针对该模型主要评价指标的特点,利用改进的蚁群算法实现伪卫星最优位置的搜索.结合具有典型峡谷特征的小湾电站2号山梁相关实验,从多角度给出建立优化模型的准则及其对搜索算法的影响.实验结果表明,经优化设计后该区域的导航定位性能提高了35%～70%,能够满足形变监测系统的设计要求.

基于精度因子几何结构的独立伪卫星布局研究

在室内、地下及外太空等无法接收GPS信号的区域,可组建独立的伪卫星星座来取代GPS系统,以实现区域正常的导航定位功能。但伪卫星的数量与布局将直接影响独立系统导航定位的精度、可用性及可靠性,是伪卫星应用到工程实践中需要解决的关键问题之一。本文利用几何的观点推导了精度因子的另一种表达形式,基于精度因子的几何结构特征揭示卫星分布与精度因子之间的内在联系,由此提出3种导致精度因子出现奇异值的伪卫星布局结构,并通过设计的试验加以验证,最后给出独立伪卫星系统布局的设计原则。

GPRS/GPS在小湾电站高边坡安全监测中的应用

针对云南小湾电站采用GPS开发高边坡远程自动化变形监测系统中海量GPS原码信息采集与传输问题,从安全监测系统的可靠性以及成本考虑,选择了无线公网GPRS通讯方式,并通过自定义的通讯协议和检校措施,有效解决了数据传输的误码问题;边坡监测系统在小湾投入运行以来,性能稳定可靠,达到2-3 mm精度要求。

区域伪卫星增强GPS精密定位试验研究

针对GPS在城市高楼密集区、矿山以及深山峡谷等区域,所跟踪的可见星数目少和几何分布不佳导致定位精度下降以及GPS在垂直方向定位精度较差等问题,提出伪卫星增强GPS定位方法,利用GPS和伪卫星组合观测量,提高区域定位精度。从伪卫星和GPS组合模型入手,重点研究伪卫星多路径效应误差的估算方法。实测数据进行处理与分析的结果表明,所提出的方法能有效地减弱伪卫星多路径效应产生的误差,提高系统的定位精度,特别是垂直方向的精度。

GPS技术在道路电子收费系统中的应用

首先介绍了目前新加坡不停车电子道路收费系统ERP(ElectronicRoadPricing)的系统组成及现存问题 ,在此基础上 ,探讨了基于GPS定位技术的新一代ERP系统概念和实现途径。最后 ,提出了实现新一代ERP系统要解决的关键技术问题。

岸基GPS-R水面高反演测站时空布局优化

岸基GPS-R反演水面高度的精度、可用性及可靠性,与测站可见卫星落入指定水域方位、入射角度、有效弧段长度与数量密切相关。为提高反演点位的观测效率,本文综合考虑第一菲涅尔区、测站与水系方位关系及不同水系类型入射角区间范围选择等多种因素,提出反演事件的概念,并以此建立岸基GPS-R时空布局优化策略。通过设计仿真试验与实测数据进行验证,结果显示两者具有良好的一致性。但由于现有GPS星座结构导致北半球用户在观测时反演事件分布呈现“北部最多,东西次之”的特点,因此,基于反演事件的优化策略可有效开展测区备选站点评估与选定;同时,根据反演事件可进一步筛选测站最佳时段及其周期变化规律,从而验证了开展测站时空布局优化研究可有效保障岸基GPS-R反演水面高的效率与质量。这对促进GPS-R技术由理论向应用推广,以及充分利用现阶段我国大中型水库大坝、库岸边坡及海岸等周边均布设的GNSS永久观测站开展GPS-R反演水面高度应用,具有重要的参考和使用价值。

基于GPS的高边坡形变监测方法

针对大坝、矿山等大型工程在开挖过程中形成的高危边坡的形变监测，提出GPS一机多天线方法，建立了远程自动化边坡形变监测系统。详细分析了GPS／GPRS无线数据传输和微型低噪声放大器开发等关键技术。该系统已应用到小湾水电站的高边坡形变监测。一年多的连续监测结果表明，系统运行稳定可靠，水平方向定位精度达2—3mm，垂直方向定位精度达5-6mm。

伪卫星增强GPS精密定位新方法

介绍了基于伪卫星技术的变形监测新概念,探讨了目前伪卫星定位存在的远近效应、多路径效应等关键技术问题,研究了伪卫星增强GPS的组合定位新方法.从分析精度因子着手,重点研究了伪卫星观测量加入对精度因子的影响,并以小东江坝山谷地域为试验区,计算了4种GPS与伪卫星组合方案中精度因子的变化情况.研究结果表明,采用伪卫星增强GPS定位显著降低了高程精度因子,从而大大提高了垂直方向的定位精度,使得GPS卫星在水平和垂直方向的定位精度相当.

GPS伪卫星组合定位方法及在变形监测中的应用

针对GPS在城市高楼密集区、深山峡谷等区域所跟踪的可见星数目少且分布不佳导致定位精度下降,以及GPS系统本身在垂直方向定位精度较差的问题,提出GPS伪卫星组合定位新方法,利用伪卫星增强GPS技术提高定位精度。建立了GPS和伪卫星组合定位的观测模型,分析了伪卫星多路径效应的特点,给出了减弱伪卫星多路径误差的有效方法。对某大坝坝区的实测数据进行处理的结果表明,文中所提出的方法能有效地减弱伪卫星多路径效应产生的误差,GPS和伪卫星组合定位方法提高了系统的定位精度,特别是垂直方向的精度。

地磁暴期间电离层扰动监测及GNSS定位性能分析

为分析磁暴期间电离层扰动规律及GNSS定位性能变化,基于国际GNSS服务(International GNSS Service,IGS)全球观测数据及全球电离层图(global ionospheric map,GIM),对2018年8月26日地磁暴事件引发的北半球地区电离层总电子含量(total electron content,TEC)异常变化和GPS定位性能进行分析.结果表明:北半球TEC异常存在纬度差异,高纬地区响应快,低纬地区异常值变化大,达12 TECU;磁暴期间高纬地区观测数据周跳变化明显,周跳比数值与磁静日相比最大下降61.84%;磁暴期间所有测站数据完整率下降,高纬地区下降响应快,下降严重,达38.65%,研究区所有测站数据完整率下降出现在磁暴恢复相,数据质量与TEC异常变化规律较为一致;对GPS双频动态精密单点定位(precise point positioning,PPP)结果进行分析发现,磁暴期间高纬地区测站定位误差显著增大,水平和垂直方向均方根误差(root mean squared error,RMSE)增至约0.7 m及1.8 m.

伪卫星增强GPS方法在变形监测中的应用研究(英文)

应用GPS对深开采的露天矿以及深山峡谷中的水库大坝进行变形监测,由于接收到的GPS卫星数目减少,导致GPS定位精度大大降低。采用伪卫星增强GPS的定位技术是解决这个问题的有效途径之一。提出GPS伪卫星组合测量新方法,建立组合观测量模型,开发减小伪卫星多路径效应的方法。基于实际的水电站观测数据分析伪卫星增强GPS提高定位精度的效果,给出GPS伪卫星组合定位的试验结果并验证所开发方法的有效性。

微小型IMU/GPS组合定位定向系统研究

介绍了一种低成本微小型惯性测量组件(inertialmeasurementunit,IMU)和双天线GPS构成的组合定位定向系统。为确保组合系统的实时性和滤波稳定性,提出了一种基于UD分解的快速卡尔曼滤波算法,给出了IMU/GPS组合系统的软硬件设计和实验结果。该组合系统应用于炮兵测地车,具有成本低、精度高等优点,能够提高炮兵测地保障的精度和速度。

GPS/GLONASS/GALILEO组合导航DOP值及可用性分析

针对采用单卫星定位系统时,在城市高楼密集区和位于深山峡谷的水库、电站、矿山等环境下,GNSS用户接收到的卫星个数少且卫星分布不佳导致的可用性下降、定位精度较差的问题,提出多系统组合的定位方法。利用GPS、GLONASS及GALILEO系统的轨道参数模拟卫星星座,计算不同卫星高度角下单系统及组合系统的DOP值,根据DOP值分析其可用性。研究表明:在全球时空范围内、相同卫星高度角下,组合系统的可用性高于单系统,三系统组合的可用性高于双系统组合。

基于无线网络传感器的定位技术研究

针对基于信号强度的无线传感器网络定位精度易受环境影响的问题,通过搭建无线传感器网络进行的实验,研究了改进的定位算法。使用CC2430无线模块作为节点收发装置,基于ZigBee无线传感器网络协议,搭建无线传感器网络平台进行定位系统的开发和改进算法的测试。由于无线信号强度误差的复杂性,采取逐阶改进的方法,通过各阶段的实验进行误差分析并改进定位算法。在搭建的无线传感器网络平台上测试的结果表明,改进的定位算法达到预期的效果,定位精度明显提高,具有一定的应用价值。

金属板料单点渐进成形性能的研究

通过数控机床渐进成形锥形零件,试验测量不同因素(原始板厚、垂直增量步长、润滑剂种类、零件形状)下的成形极限角,以此来比较渐进成形性能。另外,使用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对影响因子(原始板厚、垂直增量步长、零件形状)进行数值模拟,得到各种情况下的厚度分布、等效应力应变云图。通过试验和数值模拟,分析不同因素对板料渐进成形性能的影响规律,并初步探究其内部机理。结果表明:大的原始板厚和适当的增量步长有利于渐进成形性能的提高。与L-HM 46抗磨液压油和混合润滑剂相比,选用极压复合锂基润滑脂,1060铝板有更好的渐进成形能力。方锥台的成形性能比圆锥台高。

基于COMPASS实测数据的中长基线解算性能分析

基于北斗星座的双频基线解算和模糊度固定方法研究,可实现中长基线的快速精密相对定位,提高GNSS在障碍环境下的应用能力。文章对17.2至55.8 km长度的4条基线的GNSS多星座实测数据进行了基线解算,从各基线观测数据中分别提取不同时段长度的观测数据,对比分析了基于单COMPASS星座、单GPS星座以及GPS/COMPASS组合星座的基线解算结果。结果表明:在基线观测时段长度达到60 min及以上的情况下,基于单COMPASS星座的基线解算结果与单GPS系统解算的结果相比没有显著的差别,基线北/东/高分量的偏差大部分都小于2 cm,而在观测时段长度小于30 min的情况下,单COMPASS系统的基线解算精度低于GPS系统,基线北/东/高分量偏差达到分米级;在高卫星高度角条件(>30°)下,单COMPASS系统解算的基线精度较单GPS系统低。

GPS一机多天线技术在小湾电站边坡监测中的应用

将、全球定位系(GPS)一机多天线控制系统应用于小湾电站2号山梁高边坡安全监测中。小湾电站处于深峡谷中,GPS定位精度受地理环境和气候条件等因素限制,文中从系统硬件开发和定位算法等方面解决了这些制约GPS应用的问题,实现了2号山梁GPS自动化安全监测系统。

变角度缓面零件单点渐进成形轨迹优化

文章针对变角度缓面零件加工表面波纹不均匀、成形尺寸精度差的问题,提出了一种基于增量角度Δθ来控制增量步长Δz的方法,建立了Δz与Δθ之间的数学方程,并利用Matlab软件求解出给定Δθ时的增量步长Δz,并将该方法成功应用于变角度缓面零件成形。试验对比结果表明:该方法改善了变角度缓面零件的表面波纹,减小了底部圆形区域大小,能提高成形效率,提高变角度缓面零件的使用性能。