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GNSS/INS组合导航中IMU参数设定与优化
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作者 姚东雨 聂桂根 +2 位作者 樊静 张全 牛小骥 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期154-164,共11页
针对惯性测量单元(IMU)参数设置不合理导致全球卫星导航系统(GNSS)/惯性导航系统(INS)组合导航无法充分发挥IMU性能的问题,提出了一套IMU参数设定与优化方案,建立了以GNSS短期中断期间导航漂移误差统计值、理论估计精度一致性以及IMU误... 针对惯性测量单元(IMU)参数设置不合理导致全球卫星导航系统(GNSS)/惯性导航系统(INS)组合导航无法充分发挥IMU性能的问题,提出了一套IMU参数设定与优化方案,建立了以GNSS短期中断期间导航漂移误差统计值、理论估计精度一致性以及IMU误差参数估计稳定性为评估对象的考核准则,使优化后的IMU参数可以确保GNSS/INS组合导航解算中状态预测方差阵的准确性,实现预测信息与观测信息权重合理分配,进而保障GNSS/INS组合导航最优性能。实测验证采用ADIS16465和ICM206022款典型车规级和消费级微机电(MEMS)IMU进行性能测试分析,测试结果表明:初始IMU参数与GNSS/INS组合导航算法适配度较低,无法得到最优组合导航结果;优化后,IMU参数在保障组合导航最优性能基础之上,也可实现理论估计精度与实际精度高度一致。 展开更多
关键词 组合导航 惯性测量单元(IMU) 参数优化 权重分配 全球卫星导航系统(GNSS) 惯性导航系统(INS)
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高精度GPS超短基线场数据处理与分析 被引量:11
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作者 武曙光 聂桂根 +2 位作者 彭凤友 何月帆 武昌生 《全球定位系统》 CSCD 2020年第2期7-12,共6页
随着全球卫星导航系统(GNSS)接收机、电子全站仪等测绘产品应用程度的提升,现代地理信息产业也不断发展壮大.基线检校场作为测绘仪器检定的重要标准之一,长期以来为社会各方面发展提供了重要的基础支撑.针对新建立的超短基线检校场,运用... 随着全球卫星导航系统(GNSS)接收机、电子全站仪等测绘产品应用程度的提升,现代地理信息产业也不断发展壮大.基线检校场作为测绘仪器检定的重要标准之一,长期以来为社会各方面发展提供了重要的基础支撑.针对新建立的超短基线检校场,运用GAMIT/GLOBK软件进行了高精度数据处理.综合使用周边的国际GNSS服务站(IGS)站、陆态网(CMONOC)参考站,采用不同解算方案分别进行数据处理,并从标准均方根误差(NRMS)值、基线重复性、网平差后点位坐标稳健度等方面进行了对比分析.结果表明,本次超短基线场的建设符合规范和设计要求.对于类似的小范围测站网数据解算,采用分级两步法可以得到较高的解算精度,为超短基线场或者类似的区域测站网的高精度数据解算与分析提供了一些可借鉴的经验. 展开更多
关键词 超短基线检校场 GAMIT 基线解算 基线重复性 GPS网平差
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不同版本的GAMIT超短基线数据解算精度分析 被引量:4
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作者 何月帆 聂桂根 +1 位作者 武曙光 李海洋 《测绘工程》 CSCD 2021年第5期18-22,31,共6页
以新建立的GPS超短基线场为研究对象,运用不同版本的GAMIT/GLOBK软件进行高精度数据处理,GAMIT软件的版本包括10.5、10.6、10.61和最新的10.7,对所选用数据进行基线解算和网平差。综合利用周边IGS站以及陆态网(CMONMC)的数据进行联合解... 以新建立的GPS超短基线场为研究对象,运用不同版本的GAMIT/GLOBK软件进行高精度数据处理,GAMIT软件的版本包括10.5、10.6、10.61和最新的10.7,对所选用数据进行基线解算和网平差。综合利用周边IGS站以及陆态网(CMONMC)的数据进行联合解算,采用标准均方根误差(NRMS)值、基线重复性、网平差后点位坐标稳健度等方面进行对比分析。结果认为,不同版本的GAMIT软件均可以对超短基线网进行高精度数据处理,解算结果精度均满足设计要求,相比之下,最新发布的GAMIT10.7版本软件在数据处理过程中具有较高的解算精度和可靠性。 展开更多
关键词 GAMIT/GLOBK 不同版本 超短基线场 基线重复性
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修正扩维无迹卡尔曼滤波算法研究 被引量:2
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作者 任晓斌 聂桂根 +2 位作者 李连艳 陈祖岸 雷浩川 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2019年第5期83-87,101,共6页
在脉冲星导航中,角位置误差是主要的误差源之一。因此本文基于X射线脉冲星导航,提出了一种修正扩维无迹卡尔曼滤波(MASUKF)算法进行角位置误差的改进。MASUKF算法在原扩维无迹卡尔曼滤波(ASUKF)算法的基础上加入了Roamer延迟的高阶项,... 在脉冲星导航中,角位置误差是主要的误差源之一。因此本文基于X射线脉冲星导航,提出了一种修正扩维无迹卡尔曼滤波(MASUKF)算法进行角位置误差的改进。MASUKF算法在原扩维无迹卡尔曼滤波(ASUKF)算法的基础上加入了Roamer延迟的高阶项,并将其作为误差项,将修改后的误差项代入状态方程与量测方程中,即可进行仿真分析。在仿真中,首先将ASUKF算法与UKF算法进行对比仿真模拟试验,结果显示ASUKF算法能显著地提高约45 m的定位精度,在X、Y、Z 3方向的速度误差估计精度约提高了20%;然后比较ASUKF与MASUKF算法,结果显示MASUKF算法较ASUKF算法的速度误差与位置误差的估计精度均提高2%以上。 展开更多
关键词 无迹卡尔曼滤波 扩维无迹卡尔曼滤波 修正扩维无迹卡尔曼滤波 X射线脉冲星导航 误差项
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ITRF2014框架下顾及降雨量与水文负载的CMONOC坐标时间序列关系分析
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作者 何月帆 聂桂根 +3 位作者 武曙光 李海洋 廖密 郭雨 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期960-969,共10页
水文负载对中国大陆构造环境监测网络(crustal movement observation network of China,CMONOC)测站坐标时间序列具有重要的影响,而降雨量直接影响了水文负载的量级大小。利用ITRF2014(international terrestrial reference frame 2014... 水文负载对中国大陆构造环境监测网络(crustal movement observation network of China,CMONOC)测站坐标时间序列具有重要的影响,而降雨量直接影响了水文负载的量级大小。利用ITRF2014(international terrestrial reference frame 2014)参考框架下CMONOC坐标时间序列、MERRA2(modern-era retrospective analysis for research and applications, version 2)水文负载模型以及中国区域降雨量数据来分析三者之间的关系。结果表明,水文负载对CMONOC测站的影响主要体现在垂直方向上,尤其在珠江流域、长江流域以南、西南以及东南诸河流域,水文负载对测站位移的影响尤为显著,水文负载序列的均方根最大可达5.47 mm。水文负载和降雨量都呈现出较为明显的纬度相关性,纬度越高,其量级越小,二者与纬度的线性拟合优度分别为0.63和0.55;同时,降雨量与水文负载也呈现明显的线性关系,拟合优度为0.49,且随着年均降雨量的增加,水文负载的量级会随之增大。对于周期性信号,降雨量、水文负载以及CMONOC坐标时间序列具有一致性,水文负载的周年振幅和CMONOC坐标时间序列的周年振幅与年均降雨量的拟合优度分别为0.64和0.37。在研究水文负载对GNSS坐标时间序列的影响时,除了土壤湿度、积雪以及冠层水,降雨量也是不可忽略的因素。 展开更多
关键词 水文负载 降雨量 CMONOC坐标时间序列 拟合优度 周年振幅
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低功耗海上救援个人示位标的设计与实现
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作者 廖密 聂桂根 +1 位作者 赵静 贺喜 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS 2024年第8期47-56,共10页
设计和实现了一种改进的海上救援个人示位标,该示位标具备北斗导航定位能力和北斗短报文通信功能,同时具备人体生命体征监测上报和触水启动的功能,并支持COSPAS-SARSAT卫星搜救系统.为延长示位标的工作时间,设计了一种动态电源管理方法... 设计和实现了一种改进的海上救援个人示位标,该示位标具备北斗导航定位能力和北斗短报文通信功能,同时具备人体生命体征监测上报和触水启动的功能,并支持COSPAS-SARSAT卫星搜救系统.为延长示位标的工作时间,设计了一种动态电源管理方法,实现了对不同功能电路电源通道的控制.同时,针对示位标的待机模式和工作模式,设计了超低功耗待机电路和低功耗软件控制设计方案,减少了电能的浪费.最后,分别在山东省威海市和浙江省宁波市至舟山市附近海域对原型样机进行了实际场景测试.原型样机的测试结果表明:示位标在待机状态下,电流为2.3μA,待机时间超过5年;示位标在接收北斗信息状态下,电流为79 mA;示位标在发送状态下,7 000 mAh 7.4 V电池可发送200次求救信息.与现有产品相比,本文提出的海上救援个人示位标具有更低的待机功耗. 展开更多
关键词 海上救援 个人示位标 超低功耗待机 动态电源管理
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深圳市连续运行参考站稳定性分析 被引量:9
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作者 武曙光 聂桂根 +1 位作者 邱蕾 汪善华 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2018年第6期78-82,87,共6页
针对深圳市连续运行参考站的稳定性分析相对较少的现状,基于深圳市2015年CORS数据,该文利用GAMIT软件计算并分析了参考站间基线以及与IGS站间基线的稳定性。结果表明,除因南山站点位异常引起了部分基线出现偏差外,大部分基线表现稳定且... 针对深圳市连续运行参考站的稳定性分析相对较少的现状,基于深圳市2015年CORS数据,该文利用GAMIT软件计算并分析了参考站间基线以及与IGS站间基线的稳定性。结果表明,除因南山站点位异常引起了部分基线出现偏差外,大部分基线表现稳定且水平方向稳定性高于垂直方向。该文通过基线的稳定性分析方法,能够较为直观地检查出点位出现异常的参考站,这对于CORS站服务性能评估具有一定的参考意义。利用GLOBK软件平差得出了参考站坐标时间序列,并与PANDA的精密单点定位结果进行了对比分析;使用了SPSS软件的相关性分析法计算IGS站与参考站坐标变化的相关系数,得出SZCORS各参考站向东南方向偏移的趋势与板块漂移具有明显的相关关系这一结论。 展开更多
关键词 SZCORS GAMIT/GLOBK 基线稳定性 PANDA软件 相关性
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基于CATS软件的连续运行参考站噪声分析 被引量:4
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作者 武曙光 聂桂根 +1 位作者 李海洋 邱蕾 《测绘地理信息》 2018年第6期48-51,共4页
基于深圳市5个连续运行参考站(continuously op-erating reference stations,CORS)2010~2015年观测数据,采用PANDA软件非差数据处理策略解算获得各参考站单日解坐标时间序列,并利用CATS软件对选用的不同噪声模型组合求取最大似然估计值... 基于深圳市5个连续运行参考站(continuously op-erating reference stations,CORS)2010~2015年观测数据,采用PANDA软件非差数据处理策略解算获得各参考站单日解坐标时间序列,并利用CATS软件对选用的不同噪声模型组合求取最大似然估计值,根据保守估计准则判断各组模型的优劣,进而确定最优模型。结果表明,深圳CORS站噪声的特征主要表现为闪烁噪声和白噪声叠加(PL+WH),从地表负载增大的角度解释了南山站坐标时间序列中有存在随机游走噪声的可能性。 展开更多
关键词 坐标时间序列 最大似然估计 噪声模型
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从信息安全角度浅析RDSS系统的安全性
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作者 张涛 聂桂根 马俊 《全球定位系统》 2024年第4期42-47,共6页
针对卫星无线电测定业务(radio determination satellite service,RDSS)系统的信号结构和运行机制,分析了RDSS系统的安全优势,从信息安全的保密性、完整性和可用性三个角度研究了RDSS系统可能存在的安全隐患和应对措施,特别是采用射频... 针对卫星无线电测定业务(radio determination satellite service,RDSS)系统的信号结构和运行机制,分析了RDSS系统的安全优势,从信息安全的保密性、完整性和可用性三个角度研究了RDSS系统可能存在的安全隐患和应对措施,特别是采用射频录制和回放(record and replay,RAR)手段对RDSS系统可能存在的仿冒与欺骗安全隐患做了验证.证明RDSS系统在抗RAR攻击方面存在漏洞,容易被RAR攻击欺骗,这种欺骗攻击暴露了RDSS系统存在完整性和可用性上的安全隐患,可能使得终端用户造成信息混乱,也可能使终端用户被触发频次限制,无法得到正常的服务.最后提出了针对此类安全隐患提高系统安全性的几种措施. 展开更多
关键词 GNSS 卫星无线电测定业务(RDSS) GPS 北斗卫星导航系统(BDS) 欺骗 反欺骗 信息安全 重放攻击 软件无线电
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基于北斗短报文和紧急无线示位标的海上搜救终端
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作者 马骏 聂桂根 +1 位作者 廖密 高文亮 《全球定位系统》 2024年第4期107-112,共6页
针对海上遇险报警终端定位精度和实时性不足等问题,设计一种兼具北斗短报文和紧急无线示位标(emergency position indicating radio beacon,EPIRB)功能的海上搜救终端.结合指挥中心和相关软件系统,实现遇险快速上报和精确定位.北斗短报... 针对海上遇险报警终端定位精度和实时性不足等问题,设计一种兼具北斗短报文和紧急无线示位标(emergency position indicating radio beacon,EPIRB)功能的海上搜救终端.结合指挥中心和相关软件系统,实现遇险快速上报和精确定位.北斗短报文可以实现终端和卫星之间的通讯.全球卫星搜救系统(COSPAS-SARSAT)是由国际海事卫星组织推行的海上遇险搜救系统的重要组成部分,通过EPIRB发送的信号,来定位事故地点和事故信息.将北斗短报文和EPIRB结合,并联合定位模块和温度、心率等传感器.当持有者遇险时,海上搜救终端会立刻不断向指挥中心发送遇险信息,通过指挥中心解析可对救援任务展开提供支持.经测试,其动态、静态定位精度达到10 m级;具有北斗短报文,紧急无线示位标通讯功能. 展开更多
关键词 北斗卫星导航系统(BDS) 北斗短报文 北斗紧急无线电示位标(EPIRB) 海上遇险与安全服务 全球卫星搜救系统(COSPAS-SARSAT)
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利用VLBI观测量对月球天平动参数解算及着陆器定位和测速的改进 被引量:1
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作者 魏二虎 任晓斌 +3 位作者 刘经南 李连艳 聂桂根 李岩林 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期483-491,共9页
在嫦娥三号探月工程中,月球天平动参数是影响其着陆器定位精度的重要参数,研究月球天平动参数估计方法对于中国探月工程的发展具有重要意义。目前,月球激光测距(lunar laser ranging,LLR)是解算月球天平动参数的常用方法,该方法通过数... 在嫦娥三号探月工程中,月球天平动参数是影响其着陆器定位精度的重要参数,研究月球天平动参数估计方法对于中国探月工程的发展具有重要意义。目前,月球激光测距(lunar laser ranging,LLR)是解算月球天平动参数的常用方法,该方法通过数值拟合将拟合系数放在历表文件中供用户读取。首先,基于差分甚长基线干涉测量技术(very long baseline interferometry,VLBI)解算月球物理天平动参数,其仿真结果表明,与DE421星历的插值结果对比,其欧拉角Ω、i和μ的改进值分别补偿至-0.6924″、0.0096″和-0.0097″;然后,基于补偿后的月球物理天平动参数求解着陆器坐标和速度,结果显示,相比于补偿前,着陆器在X、Y、Z方向的定位精度分别提高了24.204 m、0.405 m、1.996 m,速度误差的估计精度也分别提高了0.0106 m/s、0.0135 m/s、0.0072 m/s。上述研究结果可为未来月球天平动参数解算的相关研究提供参考。 展开更多
关键词 VLBI 着陆器定位 月球天平动 位置误差 速度误差
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Timing noise study of four pulsars
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作者 ZHANG CaiHong WANG Na +3 位作者 YUAN JianPing LIU ZhiYong LIU JingNan nie guigen 《Science China(Physics,Mechanics & Astronomy)》 SCIE EI CAS 2012年第2期333-338,共6页
Analyzing up to ten years of pulsar timing data observed by the 25-m Nanshan telescope at Urumqi,China,we studied power spectra of timing residuals for four pulsars based on orthogonal polynomials.Our work reveals tha... Analyzing up to ten years of pulsar timing data observed by the 25-m Nanshan telescope at Urumqi,China,we studied power spectra of timing residuals for four pulsars based on orthogonal polynomials.Our work reveals that an index of 4 is consistent with a power law model and reveals random walk noise in the rotating frequency.Stability with 8 is investigated and found to be consistent with previous results.A new method called the morphology filter is applied to denoise the pulsar timing residuals and to perform further spectrum analysis.The spectra obtained with this method are improved in accuracy compared with those from timing residuals of pulsars directly. 展开更多
关键词 脉冲星计时 噪声 时序 正交多项式 数据分析 计时观测 乌鲁木齐 随机游走
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