卫星差分码偏差对北斗三号双频精密单点定位的影响

为探讨北斗三号系统不同频点组合卫星差分码偏差(differential code bias,DCB)对精密单点定位(precise point positioning,PPP)的影响,推导北斗三号系统不同频点无电离层组合卫星端DCB改正模型,并基于MGEX跟踪站连续7天4站的观测数据按7种不同双频组合进行DCB改正实验。结果表明,DCB改正对PPP精度在最初的历元有明显提升,有助于滤波的收敛及提高单天解的均方根,但对于最终定位精度无明显提升。B2a/B3I及B2b/B3I组合定位精度及收敛速度明显低于其他组合,DCB改正后有所提升。其他5种组合改正后定位精度及收敛时间相当:静态PPP单天解均方根在E、N和U方向约为5.50 cm、2.50 cm和6.25 cm,较未改正前提升20%~65%;平均收敛时间为38 min,提升约6%;动态PPP平均收敛听语音聊科研与作者互动时间为59 min,提升约20%;最终定位精度水平方向优于5 cm,高程方向优于7 cm。

GNSS广播ERP参数评估

中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)、美国GPS、日本准天顶卫星系统(Quasi-Zenith Satellite System,QZSS)、印度区域导航卫星系统(Indian Regional Navigation Satellite System,IRNSS)等系统在导航电文中播发了地球自转参数(earth rotation parameter,ERP),即极移和世界时(Universal Time,UT)-协调世界时(Universal Time Coordinated,UTC)(ΔUT1).广播ERP主要用于需要在地球参考系和惯性参考系之间转换的GNSS星载应用,如卫星精密定轨、地月导航等.通过国际GNSS服务(International GNSS Service,IGS)收集了BDS、GPS、QZSS、IRNSS的广播ERP数据,评估了各GNSS的广播ERP不连续性,得到GPS和IRNSS的极移不连续性为0.9~1.4 mas,ΔUT1不连续性约为0.2 ms;QZSS的极移不连续性约为0.1 mas,ΔUT1不连续性约为0.02 ms;BDS的极移不连续性约为4.5 mas,ΔUT1不连续性约为1.3 ms.通过与国际地球自转和参考系服务(International Earth Rotation Service,IERS)14C04序列比较显示,QZSS极移误差约为0.6 mas,ΔUT1误差约为0.27 ms;GPS和IRNSS的极移误差约为2.4 mas,对于ΔUT1,GPS误差约为0.36 ms,IRNSS的ΔUT1误差相差较大,约为10.47 ms;由于更新间隔较长,BDS极移误差约为6 mas,ΔUT1误差约为1.2 ms;与GPS相比,BDS极移与ΔUT1误差分别差了近1.5倍和2.5倍.

垃圾渗滤液膜滤浓缩液的减量技术研究

垃圾渗滤液膜滤浓缩液的高效处理已成为市政与环境污染治理领域的迫切需求.本研究以北京市某垃圾填埋场的渗滤液膜滤浓缩液为研究对象,采用“预处理-气隙膜蒸馏”组合工艺对其进行减量化处理.我们研究了不同组合工艺对浓缩液处理效果的影响,发现从实用性角度考虑,混凝沉淀预处理对于浓缩液的减量化过程具有最佳的运维保障效果,可将膜滤浓缩液的体积减少80%以上.合适的预处理可以显著降低膜污染的程度,提高膜蒸馏膜通量的稳定性和浓缩倍数.

多模GNSS PPP时间传递性能比对分析

精密单点定位(PPP)时间传递技术是国际时间比对的重要手段之一,为协调世界时的计算做出巨大贡献。为探究多系统融合PPP时间频率传递性能,选取3个国际授时实验室的测站数据组成2条链路,采用8种实验模式对比分析单系统、双系统、三系统和四系统PPP时间频率传递性能。实验结果表明:各多系统组合较单GPS系统在可见星数上均有较大提升,且极大改善了钟差精度因子,增加了时间比对结果的稳健性和可靠性。在时间传递稳定性方面:对于453.4 km的PTBB-BRUX链路,较单GPS系统,双系统中GPS/BDS组合提升效果最优,提升率约为10.39%,三系统中GPS/GLONASS/BDS组合提升率最优,约为11.86%,四系统组合提升率为11.98%,可从0.0467 ns提升至0.0411 ns;对于8031.8 km的PTBB-NIST链路,GPS/BDS组合提升率约为4.89%,GPS/GLONASS/BDS组合提升率约为5.49%,四系统组合提升率为5.79%,可从0.1140 ns提升至0.1074 ns。在频率传递稳定度方面:在前10000 s内双系统组合平均提升17.6%,三系统组合平均提升20.5%,四系统组合提升21.6%。

抗差Vondrak滤波方法在时间频率传递中的应用

时间频率传递的结果会受到非模型化误差和观测噪声的影响,其噪声常为高频信号,构建低通滤波器可在一定程度上消除观测值序列中的高频噪声信号.本文对Vondrak滤波函数的本质进行剖析,通过IGG3算法对钟差序列进行定权并采用频率响应法选择适合的滤波因子;对不同的链路分别进行卫星双向时间频率传递(two-way satellite time and frequency transfer,TWSTFT)、基于软件接收机的卫星双向时间传递(two-way satellite time and frequency transfer based on software defined receiver,SDR-TWSTFT)和短基线共视时间频率传递实验,并对钟差结果采用抗差Vondrak滤波进行平滑去噪.结果表明:滤波后的钟差序列能够很好地反映原始钟差序列的趋势;平滑后的TWSTFT钟差结果,日波动效应得到了有效的抑制,精度有明显提升;对于共视钟差结果,精度有明显提升,与精密单点定位(precise point positioning,PPP)时间传递结果的差值保持在−1.0~1.0 ns范围内.

丁香管食通含化丸单用及联合附桂管食通颗粒治疗晚期食管癌的临床研究

背景中医药已成为不能手术、放疗、化疗或化疗后疾病进展的晚期食管癌患者的重要选择,本研究旨在探讨丁香管食通含化丸单用及联合附桂管食通颗粒的应用效果,以期提高晚期食管癌患者生活质量,为食管癌的中医治疗提供疗效确切的方案。目的评价丁香管食通含化丸单用及联合附桂管食通颗粒对食管癌患者治疗6周后生存率和生活质量的影响。方法选取2020年1月—2021年4月河南中医药大学第一附属医院、林州市中医院、郏县中医院等9个中心收治的晚期食管癌患者109例为研究对象。利用区组随机法将晚期食管癌患者分为三组:对照组、试验1组、试验2组,各40例。对照组给予当归补血汤合桂枝人参汤颗粒;试验1组给予丁香管食通含化丸联合附桂管食通颗粒;试验2组给予丁香管食通含化丸,疗程6周。比较三组患者治疗6周后的生存率及治疗前后生活质量(QOL)评分、体力状况(KPS)评分、中医证候积分(吞咽困难、胸骨后疼痛、呕吐黏液、食欲减退、神疲乏力),并进行安全性评价。结果治疗6周后,对照组生存率为72.7%,试验1组生存率为88.6%,试验2组生存率为86.8%,三组患者治疗6周后生存率比较,差异无统计学意义(χ^(2)=4.036,P=0.133)。组别和时间对QOL评分、KPS评分、中医证候积分不存在交互作用(P_(交互)>0.05),组别在QOL评分、KPS评分、中医证候积分上主效应不显著(P_(组间)>0.05),时间在QOL评分、KPS评分、中医证候积分上主效应显著(P_(时间)<0.05)。组别和时间对呕吐黏液评分存在交互作用(P_(交互)<0.05);且治疗6周后试验2组患者食欲减退、呕吐黏液评分均低于试验1组(P<0.05)。三组患者不良事件包括腹泻、发热、口干、咽痛、不能进食、肺部感染等,均无严重相关并发症;三组患者不良事件发生率比较,差异无统计学意义(χ^(2)=0.063,P=0.969)。结论三种治疗方案均可缓解晚期食管癌患者的临床症状,提高其生活质量,且单用丁香管食通含化丸对食欲减退、呕吐黏液的疗效优于当归补血汤合桂枝人参汤颗粒及丁香管食通含化丸联合附桂管食通颗粒。

脉冲星导航试验卫星空间计时数据的初步分析

脉冲星导航试验卫星(X-ray pulsar-based navigation-1,XPNAV-1)是我国首颗致力于探索X射线脉冲星导航技术的空间试验平台,已在轨运行七年多,获得大批观测数据,本文收集了该卫星三年多的空间观测数据,开展了一些有益的技术探索.首先处理分析了卫星对Crab脉冲星观测数据,得到Crab脉冲星的每轨、每天和总脉冲轮廓,结果表明,在时间维度上脉冲轮廓是稳定的,与国内外观测结果一致性较好;其次得到Crab脉冲星不同能段脉冲轮廓,分析了脉冲轮廓随能量变化特征;在能量维度上,得到了Crab脉冲星在不同脉冲相位区间的能谱,发现能谱与相位区间的脉冲强度成正比,表明我国自主研制的聚焦型X射线探测器具备良好的技术状态,也实现了卫星精确地“看得见”脉冲星的试验目标.最后利用XPNAV-1卫星的三天观测数据,实现基于最小二乘算法的脉冲星导航试验解算,得到卫星轨道确定精度约为56.93 km,分析发现XPNAV-1星对Crab脉冲星观测误差和初始轨道误差对当前导航解算精度影响较大.

基于RFID虚拟标签的室内停车场车辆定位算法

在室内停车场中应用基于RFID的LANDMARC算法进行车辆定位时,由于室内停车场的复杂结构以及多径效应的影响,车辆定位精度不能通过增加参考标签数目或均匀规则的部署参考标签等方式来提升。提出了一种基于虚拟RFID标签的室内定位算法(location algorithm based on virtual tag,LAVT)。该算法通过近邻标签确定车辆的近邻区域,计算出近邻区域的外心并插入虚拟参考标签;通过虚拟参考标签替换原近邻标签、缩小近邻区域面积,使新近邻标签更临近待定位车辆,从而更精确地计算出车辆的位置。仿真实验表明:LAVT算法在室内停车场环境中将车辆定位精度提升了19.03%。LAVT算法应用于室内停车场环境中的车辆定位具有更好的适用性,能满足室内停车场车辆定位的基本需求。

GNSS星载原子钟性能评估与噪声分析模型算法研究

星载原子钟作为导航卫星的时间基准,其性能直接影响GNSS的导航、定位和授时服务。采用德国地学中心(GFZ)提供的多系统精密钟差产品,对GNSS卫星钟时域性能和中长期(τ=10 000 s)稳定性进行分析,并提出了基于重叠采样的自相关法对卫星钟噪声进行识别。结果表明,稳定性方面,BDS氢钟、Galileo氢钟和GPS III-A铷钟性能相当且优于其他类型的卫星钟,GLONASS卫星钟存在略微老化的现象,而BDS与Galileo在轨卫星钟进入稳定运行期。噪声特性方面,BDS与Galileo卫星钟主要受3种调频噪声的影响,GPS铷钟主要受调频白噪声、调相闪烁噪声和调相白噪声的影响,GPS IIF铯钟和GLONASS铯钟主要受调频白噪声的影响,提出的基于重叠采样的自相关法能准确识别受相对频率漂移影响较小的GPS和GLONASS卫星钟噪声。

量子导航技术发展现状分析

随着量子信息科学技术的不断发展,量子导航技术以更高的测量精度、更小的设备体积、更广的使用范围得到了国内外的广泛关注,逐渐成为能够升级下一代导航定位核心能力、并有望在2030年前投入使用的新兴技术,是导航定位方向后续发展中具有技术引领作用的核心研发领域.本文梳理了量子导航领域的主要技术、重点发展方向及研究现状,并给出了后续发展建议,以期对量子导航技术发展起到推进作用.

基于多源数据的BKlob模型精细化

北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)开通了全球服务,BDS Klobuchar(BDSklob)模型的服务区域也拓展至全球范围,BDSklob模型全球化后的性能引起了极大的关注.针对北斗二号卫星导航系统(BDS-2)播发的BDSklob模型在服务区域外精度不高、两极地区改正异常情况,本文基于参数精化方法,利用经验模型IRI-Plas-2017、北斗全球广播电离层延迟修正模型(BDGIM),以及欧洲定轨中心(CODE)的全球电离层格网(GIM)产品多源数据提出新的BDSklob模型精细化方案多源数据精细化法.结果表明:各个数据源精细化方法对BDSklob模型性能都有明显提升,尤其是在极地区域;BDSklob_C(数据源为CODE的GIM产品)处理结果精度最高;BDSklob_B(数据源为BDGIM)精度次之,但不借助外部数据源,在北斗系统中即可完成精化处理;BDSklob_I(数据源为IRI模型)精度稍差,但基于经验模型的预测性,可以满足实时精化处理的需要.

基于Walsh码的RFID并行识别碰撞树算法

针对大规模标签场景下,改进碰撞树(ICT)算法中碰撞时隙较多且有多个碰撞位时无法并行识别多标签的问题,提出一种基于Walsh码的RFID并行识别碰撞树(PICT)算法。PICT算法引入Walsh同步正交码与碰撞树协议相结合,对ICT算法中发生多位碰撞时的标签使用Walsh码进行扩频,具有唯一Walsh码的标签通过不同的子信道与阅读器通信,实现多标签并行识别。理论与实验分析表明,PICT算法相比同类算法所需系统总时隙数更少,并且具有更高的系统识别率,适合大规模标签的快速识别。

TGD改正对BDS-3新频点单点定位的影响分析

为探究BDS-3单、双频SPP TGD改正对定位的影响,选取10个MGEX测站连续30 d的观测数据进行SPP实验。结果表明,BDS-3 DCB产品在1个月内的日解值稳定,未出现明显跳变,月稳定性优于0.2 ns。TGD参数与DCB产品的符合度较高,大部分卫星差异优于2 ns。单、双频SPP经TGD校正后水平和高程方向上的精度均大幅提升,其中单频SPP提升率为17%~70%,双频SPP提升率为66%~90%,可见硬件延迟偏差对单点定位的影响较大,在定位解算中不可忽视。

运用GA-BP算法的BKlob模型优化分析

为了进一步提升北斗卫星导航系统(BDS)克洛步伽(Klobuchar)电离层模型(BKlob)在亚太以外区域的服务性能,提出利用遗传算法(GA)优化反向传播神经网络(BP)对BKlob模型进行改进:对BKlob模型残差进行相关性分析和周期性检测;然后采用遗传算法优化BP神经网络(GA-BP)算法对模型残差进行7、30和150 d的预测,以实现对BKlob模型的改进;最后,分别以全球电离层格网图(GIM)产品为参考和单频单点定位精度提升,评估改正精度。实验结果表明:BKlob模型残差不同格网点处具有较强的相关性,且受地理纬度影响较大,受地理经度影响较小;改进的BKlob模型改正性能有明显提升,在高纬度地区和全球范围,改正率可提升50.0%、30.0%以上;采用改进的BKlob模型进行伪距单点定位(SPP)解算,三维方向均方根误差(RMSE)可提升14.84%,北(N)、天(U)方向定位精度明显提升。

多频GNSS跟踪站接收机观测量相关性分析

为了验证多频GNSS跟踪站接收机观测数据的质量和相关性,为GNSS跟踪站接收机后续研制做出贡献。基于多品牌多频GNSS跟踪站接收机比测试验,评估了观测数据的伪距噪声,对伪距噪声序列、伪距零基线双差序列进行自相关分析,进而对P-L序列从时域和频域角度进行滤波周期分析,验证了多频GNSS跟踪站接收机观测数据的相关性。试验结果表明:多频GNSS跟踪站接收机观测噪声满足相应标准,不同品牌跟踪站接收机的伪距观测量具有不同程度的自相关性,为削弱观测数据的伪距噪声,不同品牌跟踪站接收机对伪距数据做了不同周期的Hatch滤波处理。

差分码偏差对QZSS单点定位的影响

为探究差分码偏差(DCB)对准天顶卫星系统(QZSS)伪距单点定位(SPP)的影响,推导了QZSS伪距单点定位时间群延迟(TGD)和DCB改正模型,并选取6个MGEX(Multi-GNSS Experiment)测站连续7 d的观测数据按照两种不同方案进行实验.结果表明:DCB产品月稳定度较好,无明显波动,各颗卫星月稳定度优于0.2 ns,与TGD互差值优于2.5 ns;TGD/DCB改正对SPP精度影响为米级,经TGD/DCB改正后水平方定位精度可从4~9 m提升至3~6 m,高程方向可从7~9 m提升至5~7 m,提升率为10%~46%.可见DCB改正对单点定位精度影响较大,在定位解算中不可忽略.

北斗三号导航定位技术体制与服务性能

介绍了北斗三号系统的星座设计、服务类型、导航信号体制、时空基准以及轨道确定与时间同步机制等技术体制,分析提出了评估北斗三号导航定位服务性能的指标体系,指标涵盖时空基准、空间信号质量、空间信号精度和服务性能4个方面,综合利用全球数据资源对北斗三号基本系统的导航定位服务性能进行了评估。结果显示,各信号分量有效功率比偏差优于0.25dB,S曲线过零点偏差(SCB)优于0.3ns,满足设计要求;北斗三号基本系统当前全球位置精度因子(PDOP)可用性优于85.0%,空间信号测距误差0.48m(RMS),空间信号连续性99.99%,空间信号可用性99.78%,UTC偏差误差优于19.1ns(95%),均满足系统服务性能规范承诺的指标。相对于北斗二号而言,北斗三号在覆盖能力、空间信号精度、空间信号可用性、空间信号连续性等方面均有显著提升。

联合星地与星间Ka伪距的北斗三号卫星一体化定轨和时间同步

北斗三号卫星之间及卫星与锚固站之间在Ka频段的伪距测量为其提供了一种不依赖于地面监测站的独立定轨和时间同步能力。本文针对星间链路分时测量的特点,采用分段一次多项式对卫星钟差进行建模,直接利用原始的星地和星间单程Ka伪距实现一体化定轨和时间同步并同时解算锚固站设备硬件时延。利用北斗三号8颗卫星和2个锚固站的实测Ka伪距数据进行验证,结果表明:在利用导航电文的预报钟速信息进行修正的情况下,星间Ka伪距残差RMS为0.052 m;R方向卫星轨道确定和预报精度(RMS)分别为0.016、0.033 m;卫星钟差估计和预报精度(95%)分别为0.038、0.992 ns;解算得到的锚固站收发设备时延之和的稳定性优于0.5 ns。试验还展示了该方法的适应能力:在没有预报钟速信息的极端情况下,虽然星间Ka伪距残差RMS增大了242%,但R方向轨道确定和预报精度仍分别达到0.021、0.041 m,钟差估计和预报精度分别达到0.040、1.092 ns。

应用非线性加权的集成学习软件缺陷序列预测算法

针对当前软件缺陷序列预测算法准确度不高的问题,提出了基于非线性加权的集成学习软件缺陷序列预测算法(NLWEPrediction)。该算法在常见线性集成预测算法的基础上增加了非线性回归项,回归项代表了集成预测算法中基预测算法之间的相互关系,修正了线性集成预测的偏差,并通过梯度下降法求解了模型中的参数。实验表明:NLWEPrediction在14个软件缺陷数据集上的均方误差均小于250,并且平均绝对误差均小于13。通过与基预测算法、集成预测Bagging、Stacking算法和只考虑两个分类器关系的非线性加权集成学习算法进行对比,可以看出,NLWEPrediction预测算法的均方误差和平均绝对误差显著减小,预测精度显著提高,说明在线性集成预测算法基础上增加非线性回归项,能够有效提高集成学习算法的分类效果。

概率地震危险性分析、分解与设定地震及其在西安地区的应用

本文以Arc GIS为平台,以西安地区为研究对象,以西安地震局提供的信息为依托,给出西安地区的潜在震源区划分以及地震活动性参数,根据随机有限断层模拟得到西安地区地震动强度预测模型,基于离散算法平台,以潜在震源区为基本单位,将潜在震源区离散成栅格并看成点源,分别计算每个栅格对场地的地震动超越概率,即概率地震危险性分析。在此基础上进行概率地震危险性分解去确定某一最可能造成所需危险水平下的地震动强度参数的贡献率,最后根据加权方法确定设定地震。研究结果表明:在0. 2 s、1. 0 s和2. 4 s这3个周期的谱加速度值,相同危险性水平下,对场地贡献较大的潜在震源基本相同,但是各潜在震源的相对贡献率依然有差别;对于不同的危险性水平,对场地贡献较大的潜在震源区的数目区别很大,但基本都是靠近场地附近的几个潜在震源,且比较集中。