基于铁路带状北斗CORS的网络RTK测量精度分析

为研究和拓展北斗导航系统在铁路工程测量中的应用,利用BDS系统技术优势解决山区铁路测量定位难题。基于某山区铁路建立带状北斗连续运行参考站系统(以下简称“北斗CORS系统”)和高精度位置服务云平台。采用国产多星多频测量型接收机进行控制点数据采集工作,分别对比基于北斗CORS系统的单BDS、单GPS以及GNSS混合星历网络RTK观测数据以及传统基站形式的RTK观测数据的测量精度。结果表明:(1)铁路带状北斗高精度位置服务云平台网络RTK定位功能稳定可靠;(2)基于北斗CORS系统的网络RTK测量方法仅需进行高程曲面拟合,按3s采集的成果精度即可满足铁路测量规范中网络RTK中线测量、断面测量、施工放样、像控测量的精度要求,测量时应尽量采用同类型的设备并采用同精度观测方法以保证重复测量精度,也可通过增加观测时长、在局部区域利用既有高程控制点做高程校正的方式提高测量精度;(3)基于北斗CORS系统的网络RTK测量平面和高程内符合精度限差可分别设定为1.7 cm和2 cm,外符合精度可分别设定为2.2 cm和5 cm。

GNSS基准站信噪比联合卫星系统综合定权的手机RTK定位

随着智能手机芯片和天线性能的不断提升,基于手机的高精度定位逐渐引起学术界和工业界的广泛关注.相较于单点定位,实时动态(real-time kinematic,RTK)定位通常表现出更高的定位性能.然而,目前对于手机RTK定位的随机模型的研究仍相对较少.因此,文中以小米8为例,重点探讨了智能手机在多系统RTK定位情境下的随机模型.研究结果表明:不同系统的卫星伪距噪声存在显著差异,而相位噪声的差异则较小.基于此,本文提出了一种基站信噪比联合卫星系统间综合定权的随机模型.相对于传统的信噪比模型更准确地考虑了不同系统之间的权重分配.并在开阔和遮挡条件下进行了静态和动态实验.结果表明:相比于传统的信噪比模型,新模型在静态开阔、静态遮挡、动态开阔和动态遮挡下三维方向的RTK定位精度分别提升了18.7%、18.3%、3.3%和4.6%.

城市地下空间逆向建模方法的研究——以浙江某高校地下室为例

使用北斗网络RTK(real-time kinematic,实时动态)技术、三维激光扫描技术,获取已建地下空间CGCS2000坐标系下的点云数据,运用3DMAX、Revit软件参考点云逆向建模,采集模型中的距离和坐标数据与地下空间实测数据进行比较,计算模型内部精度。实验结果表明:在多种新技术的融合应用下,可实现已建地下多场地使用统一坐标系建模,满足CIM(city information mode,城市信息模型)平台建设的需求。

北斗卫星导航定位基准实时服务格网化方法——以山东省为例

当前,北斗卫星导航定位基准实时服务以虚拟参考站定位模式为主,随着用户的不断增加,导致平台端运算压力陡增。针对该问题,提出了一种融合格网与地形信息的立体格网定位方法,并对格网划分策略进行了系统性研究。以山东省北斗卫星导航定位基准站网为例,选择16个野外测试点对格网化后的实时服务进行了实测验证,平面外符合定位精度优于1.5cm,高程外符合定位精度优于2.0cm。实现了厘米级增强定位,在满足网络实时定位精度的前提下,大幅降低数据中心的运算压力。

基于MEMS IMU的GNSS RTK/INS紧组合定位分析

本文针对复杂动态的城市环境自动驾驶规模化应用需求,提出惯性单元辅助RTK快速收敛的自动驾驶低成本、高精度定位方法。使用MEMS IMU M39和战术级IMU Pos320,通过对多组实测车载数据进行仿真中断,得到INS位置漂移误差、模糊度收敛时间、模糊度固定正确性指标,再对无惯导辅助、M39辅助模糊度固定和Pos320辅助3种情形下的模糊度固定时间和定位精度进行了统计和分析。结果表明,M39在GNSS中断5 s时可辅助RTK实现模糊度瞬时固定,中断时间为10 s时可以将RTK模糊度收敛时间压缩至1/4。MEMS IMU的加入使得RTK模糊度固定错误个数显著下降,10 cm以内高精度定位占比由62.25%提高至98.44%。试验验证了MEMS IMU辅助RTK能够加快模糊度收敛速度,提高了其在自动驾驶导航定位应用中的精度和可靠性。

基于RTK和IMU的多行播种定位系统研究

在耕种过程中,为了保持株距行距一致性、使作物长势均匀,提高后续管理便捷性,以及提高粮食产量,需要精确记录植株空间位置分布信息。为提高植株位置定位精度,本研究设计1种基于双天线RTK和IMU的多行精播机播种定位系统,利用RTK/IMU组合定位方式检测系统定位坐标及航向,通过落种检测模块判断落种状态,完成落种数据提取以及定位数据的采集,并设计了基于双天线RTK和IMU的播种定位算法,结合卡尔曼滤波融合算法获取播种机位置和姿态,根据排种机构与RTK天线及IMU相对位置,设计基于相对排种器位置模型的落种位置解算算法,实现各排种单体落种位置实时解算。实验表明系统在进行直线播种时作业速度在7 km/h以内或在进行弯道播种时作业速度在3 km/h以内时,能准确测量落种位置,均方根误差均小于30 mm,可以满足在精密播种过程中对落种位置预测精度的要求。

远海环境低成本RTK接收机多路径效应与平滑伪距单点定位性能

低成本RTK接收机抗多路径性能较弱,导致远海环境中的单点定位性能显著下降。综合分析远海环境中载波相位平滑抑径算法对低成本RTK接收机单点定位性能的影响。结果表明,远海环境中RTK接收机的多路径效应为陆地环境的2~3倍,E5频点的抗多路径性能最强;平滑抑径效果与伪距多路径效应大小有关,采用平滑抑径算法后,RTK接收机SPP定位精度在远海环境提升62%,在陆地环境提升24%;平滑抑径后GPS/Galileo/BDS-3多系统SPP定位精度优于1 m,可满足海上较精细作业的需求。

融合单目深度和 RTK 定位的电力线弧垂测量方法

现有电力线路弧垂测量方法操作繁琐且智能化程度低,提出一种融合单目深度和RTK定位的电力线弧垂测量方法。首先,无人机拍摄电力线路关键点图像,将其输入构建的单目深度估计模型EleDep-Net生成对应深度图,该模型嵌入带状金字塔模块和边界融合注意力模块,使模型能精准地捕捉导线上下文语义信息;其次,引入深度矫正算法进一步修正深度图中的深度值,根据修正后的深度值得到关键点深度信息;最后,结合无人机RTK定位和关键点深度信息,在参考坐标系中生成关键点空间坐标进而拟合出导线抛物线公式,通过该公式计算出导线弧垂。在配网线路真实环境中进行测试,结果表明本方法在保证测量相对误差小于5%的前提下,作业效率明显提高,有较高的工程应用价值。

复杂环境GNSS实时亚厘米级监测算法设计及性能分析

针对复杂监测场景下,由于卫星信号遮挡严重、多路径效应强、粗差和周跳频繁而造成观测数据质量差,严重影响全球卫星导航系统(GNSS)实时监测的精度、可靠性和可用性的问题,提出一种复杂环境下的GNSS实时亚厘米级监测算法:综合利用监测体的变化特征,从观测数据质量控制、滤波过程噪声自适应调节、GNSS解算短时中断后快速恢复等方面着手,设计一套适用于复杂环境的GNSS地质灾害实时高精度监测数据处理算法;并采用实测与仿真短基线数据评估算法性能。结果表明,在复杂观测场景下,提出的复杂环境GNSS监测算法能够实现实时亚厘米级定位精度,有效解决GNSS解算短时中断后的快速恢复问题,并能准确识别监测体的快速形变。

北斗三号带状CORS系统基准站布设距离研究

针对传统的CORS系统在高速公路等带状区域场景下存在的定位性能不足问题,尝试通过构建单站RTK和多站VRS结合的带状CORS系统从而提升定位性能,并实地采集多组不同基线长度的北斗三频观测数据,测试在满足平面2 cm、高程3 cm的最大定位误差前提下,该种CORS服务模式下基站的合理布设距离。实验结果表明,在开阔、轻微遮挡和中度遮挡环境下,满足该定位精度的基线长度分别可以达到30 km、19.7 km、15 km,而对于更长的基线,其定位精度及模糊度固定成功率均明显下降,不能保证定位的可靠性。

基于2.4 GHz无线技术的RTK定位系统

利用2.4 GHz无线技术,设计RTK(real time kinematic)定位系统.在两种实验场景下,进行对比实验,比较RTK定位系统和传统PVT(position velocity time)定位系统的定位误差.实验结果表明:两种实验场景下,相对于传统PVT定位系统,该文设计的RTK定位系统均有更小的定位误差.该文定位系统可应用于无人机、精准农业等领域.

机场跑道磁偏角及年变化率测算方法研究与实践

为了获取高精度的机场方位基础数据,提高测量精度选择一种中心线偏移测量方案,测量跑道磁偏角以及年度变化率。采用CORS-RTK技术与磁通经纬仪相结合的方法,测算了机场跑道的磁偏角。结合北京首都机场工程实例分析了该方法的可行性,利用RTK高效快速测算真方位角,结合磁通经纬仪测定偏移中心线的磁偏角,进而得到机场跑道线方向的磁偏角,精度优于±6′30″。根据周边44个地磁台站的地磁矢量绝对观测时均值数据,采用NOC分析,得到磁偏角时空变化分量,通过B样条插值和建立曲面样条模型,得到机场跑道基准位置的年变化率为-6′22″。

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.

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。

基于GNSS RTK在红河州草原综合监测样地调查中的应用研究

为了及时掌握草地资源生态状况,展开草地资源监督管理、编制草原发展规划服务,通过GNSS RTK在云南省红河州草原综合监测样地调查中的应用研究,解决了在草原综合监测样地调查中样地定位,样线端点放样、定位,高大灌木草样方放样、定位等问题,改变传统调查方法、工作强度大、效率低的劣势,提高草原监测样地调查的测量精度、工作效率及草原综合监测技术水平和质量。

RTK在全国林草生态综合监测森林样地调查中的应用

RTK定位技术是目前使用最为广泛的高精度定位技术,应用RTK技术,通过硬件主机、手薄、平板电脑、测量软件、CORS通信技术与全国林草生态综合监测外业采集系统有机结合,能相互补短,快速精准测量定位样地和样木。文中阐述RTK系统组成、测量定位基本原理、工作模式及其与林草生态综合监测APP的关联应用,包括CORS账号的应用、Hi Survey软件的应用、RTK连接平板电脑后对样地和样本的定位。该技术提高了定位精度,使森林样地监测信息更加精准可靠。

基于GNSS-RTK定位的无人机L波段探空系统标定方法

随着我国北斗卫星导航探空观测系统升级换代工作逐步推进,降低L波段探空系统测风数据差异的需求尤为迫切。利用无人机GNSS-RTK定位信息研究新的标定方法,相较传统标定手段,避免人为因素干扰、极大的降低测量误差,新的标定方法更加科学有效,对保证测风数据的有效性,提高高空气象观测数据质量具有重要应用意义。

RTK技术复位固定样地的精度分析

工程测量中RTK技术能提供实时、高精度的定位信息。依托森林资源年度监测工作,采用消除不同系统之间坐标差值法,使用网络RTK复位固定样地。根据样地角点定位标志复位个数的不同情况,分别分析角点坐标中误差、样地闭合差和周长差是否满足技术规程对样地复位精度的要求。研究结果:1)样地角点定位标志全部复位,坐标中误差最大值为1.34 m;2)样地角点定位标志部分遗失,补设后的样地闭合差最大值为0.49 m、周长差最大值为0.93 m。本研究复位的40个样地均满足技术规程的精度要求。

EGM 2008模型在水利工程测绘中的应用探讨

水利工程通常具有巨大的地理空间范围和复杂的地形条件,在工程设计和施工阶段需要准确的地理信息,因此对数据的准确性和可靠性要求很高。基于EGM 2008模型的GNSS高程拟合方法获得的正常高可以达到较高等级的精度要求,可以满足大比例尺地形图测绘,数字航空摄影测量等任务。本文通过EGM 2008模型在GNSS数据处理的应用研究,阐述GNSS拟合高程计算的原理和方法,并进一步说明其在GNSS控制网数据处理,网络RTK技术方面的应用。最后通过实际案例证明其成果的准确性和可靠性。

智联无人船内河水深测量与抗水流能力评估

利用无人船无验潮测深与网络RTK技术开展内河水深测量试验,并从测深精度、路径跟踪及最大抗水流能力三个方面评估该自主研发无人船性能。结果表明,无人船水深测量精度高,满足相关规范要求,且无人船在水流速<2.0 m/s条件下,抗水流速能力强,路径跟踪精度良好,外业作业最大抗水流速安全阈值为5.0 m/s。