基于平面特征的LIO增强GNSS RTK定位性能研究

针对应用单一传感器的智能导航定位技术在城市复杂环境下难以满足准确、无缝和稳定性能要求的问题,提出一种基于平面特征的雷达惯性里程计(LIO)增强全球卫星导航系统(GNSS)实时动态定位技术(RTK)定位性能的方法:通过滑动窗口构建多帧激光雷达(LiDAR)平面特征的关联;并将RTK与LIO在位置域层面直接融合;最后在开阔环境和城市环境中进行实验。结果表明,RTK/惯性导航系统(INS)/LiDAR组合系统能够在GNSS挑战环境中达到分米级精度;同时,在LiDAR平面特征的约束下,该方法速度和姿态的估计性能也可得到改善。

GPT3模型对大高差中长距离RTK的影响分析

对流层延迟是大高差环境下实时动态定位(RTK)的主要误差源,严重影响了RTK的定位精度。为有效抑制大高差环境下对流层延迟对RTK定位的不利影响,提出提升RTK定位性能的合理方案。本文以香港连续运行卫星定位服务综合系统(CORS)站为例,评估了第三代全球气压气温模型(GPT3)在不同季节不同高差基线的对流层模型精度,并在此基础上对比分析了引入GPT3模型约束前后的中长距离RTK的定位性能。结果表明:香港地区19~34 km中长基线相对对流层总延迟的量级在厘米级到分米级,严重影响RTK定位结果。GPT3模型在香港地区的误差在±1 cm之间,可以作为先验对流层信息进行约束。加入GPT3模型的约束后,四条基线的BDS和BDS/GPS组合的RTK定位U分量的精度均有显著提升,BDS提升了35.1%、32.7%、32.3%和56.9%,BDS/GPS提升了29.1%、26.1%、31.2%和63.3%;四条基线的单BDS模糊度固定率分别提升了5.7%、2.6%、6.4%和4.5%,而BDS/GPS组合基本没有影响。此外,先验方差的取值对大高差基线有一定影响,在对流层活跃的月份须根据统计的大气建模误差及时更新先验方差。

边坡安全监测GPS-RTK信号的降噪算法研究

全球定位系统实时动态差分技术(global positioning system-real time kinematic, GPS-RTK)是解决路基边坡安全监测问题的重要手段,但GPS-RTK信号易受到多路径误差和共模误差的影响。基于小波变换(wavelet transform, WT)和主成分分析(principal component analysis, PCA)分别可以有效去除多路径误差和共模误差,提出WT-PCA算法去除信号误差。首先设置仿真信号,通过参数调优进一步提高单一算法的降噪效果。其次提出组合算法WT-PCA改进单一算法的缺陷,并与其他组合算法进行对比分析。最后,对十天高速路基边坡的GPS-RTK监测数据进行实例分析。结果表明,WT-PCA算法的信噪比和均方根误差较于WT-VMD优于66%和50%左右,算法可以有效地消除GPS-RTK信号的多路径误差和共模误差影响。提高边坡位移监测信号处理精度,进一步评估边坡结构形变及安全状态。

香港地区非差非组合PPP-RTK定位性能评估

为探究非差非组合(UDUC)PPP-RTK模型定位性能,基于香港地区连续运行参考网(CORS)数据进行分析研究。首先采用服务端PPP-RTK模型处理参考网观测数据,得到对应区域的卫星、大气产品;随后用户站基于网端产品进行解算,得到各历元的位置结果;最后将PPP-RTK解算结果与单基线电离层加权(IW)RTK模型和电离层浮点(IF)RTK模型处理结果进行比较分析。结果表明,在大气产品约束下,PPP-RTK模型的单历元解算结果能达到99%以上的模糊度固定成功率,固定解的平面精度、垂直精度分别优于1、4 cm;多历元解算(静态仿动态)在任意时间均能实现首历元固定模糊度,固定解的平面精度、垂直精度分别优于1、2 cm。在没有大气约束的条件下,PPP-RTK静态仿动态解算在2~5 min内实现模糊度首次固定。经过比较,UDUC PPP-RTK在定位精度、模糊度固定成功率、模糊度固定速度面均远优于单基线IW RTK和IF RTK模型,可实现全天候、可靠的、实时动态的高精度绝对定位,在国防建设、交通运输、精密农业等领域具有更加广泛的应用前景。

信号采集回放仪检测全球导航卫星系统接收机RTK性能

针对GNSS接收机的实时动态(real-time kinematic, RTK)差分性能检测,提出了采用GNSS信号采集回放仪检测GNSS接收机的RTK性能方法,以解决GNSS接收机在检测中易受观测环境影响的问题.研究信号采集回放仪回放信号的重复性以及与真实导航卫星信号检测GNSS接收机RTK精度的差异.经分析,利用信号采集回放仪检测GNSS接收机RTK精度的重复性优于1 mm,说明信号采集回放仪回放的卫星导航信号具有高复现性.由于信号采集回放仪在存储或回放阶段引入噪声,导致信号采集回放仪检测的RTK性能低于真实卫星导航信号检测的RTK性能,但是噪声带来的误差未超出GNSS接收机标称RTK精度的1/3,符合作为测试设备的要求.因此采用具有高复现性的信号采集回放仪检测接收机RTK性能是可行的,为GNSS接收机提供了稳定的真实卫星导航信号,对解决由于不同的观测环境导致检测的GNSS接收机性能一致性较差,对接收机研发生产和检测具有指导意义.

格网化网络RTK地域性精度解算

为提高格网化网络实时动态(real-time kinematic,RTK)差分服务性能、消除地形对定位精度的影响,以格网化网络RTK差分技术为基础,推导了存在地形高差的格网RTK定位误差模型,选用平原、过渡区、山区三个区域进行不同密度划分的格网RTK定位实验,分析确定不同地形的格网划分密度标准.结果表明:格网密度越大,格网RTK定位精度越高.而在相同格网密度下,受地形高差影响,平原、过渡区、山区定位精度逐级降低.在平原、过渡区以及山区分别选用9′×9′、6′×6′、3′×3′格网时能够达到1 cm定位精度,可为设定格网划分准则提供相应的依据.

RTK-BDS定位的推土机推平作业实时辅助施工研究

针对当前推土机在作业过程中操作复杂、施工效果评估困难等问题,基于北斗实时动态差分定位(real time kinematic,RTK)技术和运动学方程,求得推土机实时位置;提出了以推土高程和设计平面的高程差作为平整施工质量评价的方法,可直观评价施工效果,研制了驾驶引导装置,可实时显示推土机状态与施工进度。工程应用表明,该装置达到了厘米级的定位精度,定位的绝对误差小于5 cm,满足推土机精准施工的需求;车载显示终端使用RS232通信可精确获取推土机坐标、速度、航向等自身状态参数和施工数据。在实际施工场景中,该系统可有效减少驾驶员返工次数、降低劳动强度,提高了施工效率,达到了辅助施工的目的。

基于5G+RTK定位技术的智能巡检管理系统

介绍一种智能巡检系统,包含巡检计划、现场巡检、巡检监控、巡检报警、巡检监管、巡检问题、巡检分析及巡检绩效评价8个功能模块。巡检App与5G、语音识别、图像识别及实时动态(Real-Time Kinematic,RTK)定位等多种新技术有效融合,为专业管理应用提供智能化手段,提高系统的智能化应用水平。该系统通过与企业双重预防平台无缝集成,实现了系统间巡检任务和巡检结果的数据共享,减轻了基层负担,为类似企业提供了融合经验。

基于Internet的VRS/RTK定位算法模型及实验研究

针对VRS的关键技术,系统地探讨了基于Internet的VRS/RTK定位的算法模型,并结合GPS观测网络的实际和自主开发的GPS虚拟参考站软件系统Venus1.0进行了分析、实验、验证,取得了满意的结果。通过实际网络测试表明,网内水平精度1-3 cm,垂直精度1-4.5 cm;网外距离相关误差的相关性逐步减弱,定位精度也随之下降,但VRS/RTK定位在网络覆盖范围之外的一定范围(如成都地区可达20 km),仍然可以实现cm级定位服务。

基于RTK GPS技术的超高层结构风振观测

结构使用期间,由于各种原因,会造成其不同程度的损伤和破坏,为了保证结构的安全和尽可能地延长它的使用年限,应对其进行实时地健康监测与安全性评估。随着RTKGPS技术的逐步成熟,这一高效、快速、全自动、全天候和高精度的健康监测方法在特大型土木工程中开始应用。以某超高层建筑为背景,设计了基于GPS的风振观测系统,进行了强风下的现场试验;采用小波理论对实测的风速和风压进行了小波量图与小波相干分析,针对小波相干分析中由于噪声引起的伪相干现象建立了基于蒙特卡罗的统计显著性水平估计方法;最后对结构的风振响应进行了模态分析,与有限元数值分析结果吻合较好。

RTK实时动态测量技术在矿区测绘中的应用

分析了不同成图方法的速度、效率和优缺点,提出了基于RTK实时动态GPS测量技术厘米级三维定位成果,借助CASS成图软件,实现矿区大比例尺地形图快速数字测绘的方法,缩短了外业观测时间和内业成图时间。

RTK测量的方法与精度试验

由于RTK—实时动态测量具有实时、高效的特点,在许多领域都得到了广泛的应用;但在测量成果的精度和可靠性方面,从其诞生之日起就充满了争议。本文结合生产实例和近年来的研究成果,对目前采用的RTK测量的主要过程进行了剖析;并通过对几种测量方法比较,总结可提高RTK测量精度的几点结论,最后提出了质量控制方面的一些建议。

复杂环境下的GPS/BDS/GLONASS结合的单频RTK定位性能研究

为考察GPS/BDS/GLONASS结合的单频RTK定位模式在复杂城市环境下的定位优势,该文在香港采集一个参考站和7个流动站的GNSS数据,通过LAMBDA模糊度搜索方法和R-ratio检验得到单系统、双系统、多系统GNSS单频RTK的定位精度,分析在复杂观测环境下不同系统单频RTK定位性能.结果表明:1)在良好的观测条件下,多系统定位精度最高,双系统次之,单系统最差,都能达到厘米级的定位精度;2)在复杂环境下,部分单系统单频RTK很难实现双差定位,总体上双系统比单系统定位精度高,GLONAS+BDS的定位精度最差,但都难以实现高精度定位;3)多系统单频RTK可定位精度最高,可用于高精度的城市导航定位;4)观测环境与GNSS单频RTK定位精度具有明显的相关性.

RTK定位模型研究与精度分析

提出一种在OTF动态条件下RTK整周模糊度解算的方法,通过矩阵变换使位置参数和模糊度参数分离,叠加模糊度法方程信息;同时针对动态定位中的卫星变化以及周跳的特点,提出了相应的解决方法,该方法可以极大地减少初始化的次数。

GPS/BDS/GALILEO多模单频单历元RTK定位算法

单一卫星系统单频RTK定位可靠性较低,难以满足实时定位需求。由于GPS,BDS及GALILEO均采用CDMA技术体制,GPS/BDS/GALILEO多模系统耦合度较高,可有效应用于RTK动态定位。采用实测数据进行GNSS单频单历元RTK计算,实验结果表明:多模GNSS系统其模糊度ADOP值较小,模糊度固定成功率较高更适用于RTK定位领域。截止高度角较高时多模系统优势更加明显。

基于GPS-RTK技术的汽车运动稳定性检测系统

为了准确评价汽车运动稳定性能,成功研制了一种基于RTK全球定位技术的检测系统。应用该系统可实时获取表征汽车运动稳定性的状态参数,实现运动稳定性能的检测与评价。同时提出了先进的车身速度验证测试方法,解决了GPS速度参数的验证测试难题。对汽车运动稳定性检测系统的硬件架构、软件流程等进行了介绍。经实车试验证明了该检测系统的可行性和先进性。

GPS-RTK监测大范围地面沉降的试验研究

在各种不同监测距离和监测时段,采用GPS-RTK测量模式对大范围地面沉降进行了现场监测。通过对试验结果的分析研究,获取了GPS-RTK监测大范围地面沉降时距离和时间的长短对监测结果影响的一些重要技术参数,这对GPS-RTK测量模式应用于实际地面沉降监测以及GPS-RTK的测量立法具有重要参考意义。

GNSS网络RTK算法模型及测试分析

针对GNSS网络差分系统软件的特点,比较分析双频P码伪距法、双频线性组合法2种宽巷模糊度的解算方法,给出解算结果的约束条件.然后采用改进的无电离层组合并根据模糊度的约束条件计算L1,L2的双差模糊度ΔN1,ΔN2.由ΔN1和ΔN2计算出的参考站间大气误差以及主站、虚拟参考站、卫星之间的空间向量关系构造出虚拟参考站的虚拟观测值.测试结果表明:系统软件的各项技术指标满足规范要求,平均初始化时间为27s,平面外符合精度x方向为2.8cm,y方向为1.7cm,高程方向为7.9cm.算法模型准确可行,系统各组成部分可靠性、稳定性好,能保持24h连续运行.

浅谈GPS RTK测量技术的应用

GPSRTK测量技术以其高效率、高精度的优点得到测绘及相关单位的广泛应用。文章主要就GPSRTK的测量原理、基本配置、GPSRTK的应用及作业时注意事项进行了讨论,同时对GPSRTK测量技术与传统测量技术进行了对比,阐述了GPSRTK测量模式的优势和广泛的应用前景。

GPS实时动态(RTK)技术在土地测量中的应用研究

GPS实时动态(RTK)测量技术是近年来应用的新技术,它与传统的测量技术相比,具有许多优点。结合浙江永康市土地测量的实践,探讨GPS实时动态(RTK)测量技术在土地管理中应用的控制网加密、参数转换、测量数据组织与编码等 9个问题。实践表明,RTK测量可以较大幅度提高工作效率,尤其在通视困难地区更具明显优势。