GNSS-PPP多系统多频点组合定位精度分析

为了进一步推广全球卫星导航系统(GNSS)精密单点定位(PPP)技术并实现多GNSS-PPP工程应用,基于国际GNSS服务组织(IGS)多模GNSS实验跟踪网(MGEX)测站数据,研究GNSS-PPP组合定位的精度以及性能:介绍和分析4大GNSS综合PPP技术;并采用多系统多频点组合定位测试PPP的收敛时间和定位精度,同时针对不同高度截止角对比分析单GPS-PPP与多GNSS-PPP效果。结果表明:多系统组合定位比单GNSS系统在精度以及收敛时间上都有显著改善,东、北、高3个分量的精度可平均提升30.7%,收敛时间可降低55.3%;由于多系统组合定位增加了可见卫星数,因此截止高度角对GNSS-PPP结果影响较小。

高度角定权模型的BDS/GPS伪距单点定位分析

为了提高BDS/GPS组合定位的精度,分别采用不同高度角定权模型计算BDS/GPS组合定位结果,论述BDS/GPS组合系统的伪距单点定位解算模型、重要误差改正方法及高度角定权和单位阵定权的理论模型,探讨BDS、GPS和BDS/GPS组合系统在卫星观测数量、PDOP值及伪距单点定位精度上的差异,比较分析应用不同定权模型的BDS/GPS组合定位结果。实验结果表明:BDS/GPS组合定位的精度高于BDS的定位精度,GPS伪距单点定位的精度略优于BDS;采用不同高度角定权模型的BDS/GPS组合定位结果精度不同。

FDA发射干扰机对无源雷达干涉仪测向系统的欺骗机理

针对雷达电子战中,敌方无源探测雷达通过接收干扰机信号实现测向定位,威胁我方干扰机安全的问题,提出一种基于频率分集阵列(Frequency Diverse Array,FDA)的测向交叉定位欺骗技术。首先在建立FDA阵列模型的基础上,通过欧拉公式得到采用非线性频控函数的FDA阵列因子及相位方向图;然后推导了FDA阵列作用于干涉仪测得的信号到达角β、虚拟发射机在X轴的坐标位置x;接着,以干涉仪测向欺骗为基础,分析了FDA干扰机对测向交叉定位系统的欺骗原理及定位精度。仿真结果表明:通过合理地对载频、阵元数目、频偏的选择可以较好地实现在远场条件下FDA阵列对干涉仪测向的欺骗效果;在合理选择其他参数的同时,测向精度越高、定位模糊区面积越小,且定位虚拟干扰机位置始终落在50%CEP半径之外。

基于多功能数据采集卡和变速PID的转台控制系统设计

为了提高采用转台对惯性导航系统和惯性仪表进行误差模型标定时的可靠性和精度,对角位置转台的控制系统进行了研究;首先借助NI公司PXI-8101控制器和功能强大的数据采集卡PXIe-6363对转台控制系统进行了硬件设计;随后在对转台常规PID控制方法研究的基础上提出了一种能随系统调节偏差自动改变积分项累加速度的变速PID控制方法;接着又对基于软件实现的双通道旋转变压器轴角解调算法进行了研究并提出了一种粗精组合角纠错方法;最后文章设计的转台控制系统进行了测试实验,结果表明提出的轴角解调算法具有较好的解码速度和精度,并且变速PID控制方法大大提高了转台控制系统的自学习能力和鲁棒性,显著地改善了转台控制过程的稳定性。

切线位移法测量微小角度偏转

叙述了将光电传感器的光轴相对固联于地理坐标系的转轴作切线运动并利用其切线位移模拟小角度偏转的方法。根据两轴初始零位对准值及切线位移量,由光电传感器的输出和所对应的角度偏移关系,获取光电传感器光轴的微小角度偏转量。该方法是一种简单有效的小角度偏移光电检测方法,可实现对微小角度偏移量的精密测量和实时读取,角度测量范围:±15°;测角精度:1″。

IMU/DGPS辅助航空摄影测量中检校场布设方案研究

在IMU/DGPS辅助航空摄影测量生产中,布设检校场的作用、检校场如何布设、飞行的频率以及飞行中的注意事项等一直是国内外众多学者专家积极讨论的内容。文中对检校场所起的作用进行了系统分析,提出了检校场的布设方案,并进行了大量的实测数据实验,探讨了上述问题。

地震角度偏移在隧道施工超前地质预报的应用

介绍一种新型的地震波角度偏移隧道施工超前地质预报方法,利用"角度+位置"偏移的联合体系研制了USP系统,并结合隧道工程实例说明其应用效果。

位标器框架平台用单磁极磁电编码器设计

角位移传感器对于伺服控制闭环是一个重要的反馈元件,在军工和航天领域,旋转变压器和光电编码器本身的缺陷限制了其应用。为了弥补传统角位移传感器的不足,选择磁电编码器作为位标器框架平台的角位置反馈器件。依据校准查表信号细分算法研制出了一种单磁极磁电编码器,并设计了温漂补偿算法,以扩大工作温度适用范围,并为之设计制作了配套使用的校准和检测系统。经过实验验证,所研制的磁电编码器满足了位标器的应用要求。

岩土介质中不良地质体轮廓探测技术研究

为解决埋深较大或地面条件复杂的地下工程开挖前方不良地质体轮廓探测不易从地面展开的难题,利用地震波"角度+位置"偏移的联合体系探测隧道施工前方不良地质体的形状,通过对地面地震波位置偏移法探测三维形状体的研究分析,论述地震波角度偏移在探测地下三维形状体的理论与重要作用,并借用人眼仿生学的原理进一步阐述角度偏移在地下工程前方探测的合理性与可行性。得出以下结论:角度偏移技术不需占用较大空间,非常适合地下工程开挖掌子面有限空间的前方不良地质体轮廓探测,利用"角度+位置"偏移的联合体系探测软弱岩体取得了很好的实际效果。

“照亮”地下

本文介绍利用地震角度偏移法实现照亮地下的理论构想,并做了大量的研究工作,说明地震波角度偏移法在地下空间探测中的巨大作用和应用前景.研究中利用仿生学眼睛的功能,阐述了照亮地下的理论和方法技术,特别研究了眼睛的形觉、光觉、色觉、立体觉与地下空间探测的对比关系.最后结合研究的实测结果说明照亮地下理论的可实现性及效果.

凸轮机构的正、负偏置在教学中的阐释

考虑凸轮机构的正、负偏置涉及内容繁杂、教材及其它教学资源对此少有述及,学生无法灵活应对该知识点等问题,文章对此进行深入研究。首先,以偏置直动从动件盘形凸轮机构为研究对象,分析推程及回程压力角的特点并给出凸轮机构压力角的两种表达式;其次,从减小推程压力角以提高传力性能的角度,分析凸轮机构的合理偏置方式;最后,定义凸轮机构的正、负偏置。上述提供了凸轮机构合理偏置的清晰思路,对正、负偏置的全面理解及应用给予了切实的理论依据。

系统时间偏差数据对四系统定位性能的改善评估

随着全球导航卫星系统GPS,GLONASS,Galileo以及BDS的快速发展,多GNSS(全球卫星导航系统)联合定位因其有诸多优点而越来越受到关注。然而,系统之间的时间偏差是多系统联合定位导航时需要重点解决的问题之一。研究了多系统组合定位中系统时间偏差的处理算法。在此基础上,利用四系统测地型接收机的实测数据,结合中国科学院国家授时中心的GNSS系统时间偏差监测数据,初步研究并分析了四系统的定位性能,详细比较分析了不同截止高度角情况下,使用先验的系统时差以及用户端解算系统时差的多系统组合定位精度。试验结果表明:利用系统时间偏差监测数据进行多系统组合定位可以有效的改善定位精度。此外,在截止高度角大于30°的环境下,由于可见卫星数目不多导致单系统无法连续定位,而多系统仍可以连续定位并且达到较高的精度,这对半城市化、城市峡谷等环境具有一定的应用价值。

基于架间行走机器人的液压支架直线度测量方法

针对目前液压支架直线度测量方法存在测量维度低、误差较大、易受粉尘影响等问题,提出了一种基于架间行走机器人的液压支架直线度测量方法。该方法主要用于支撑掩护式支架,在架间行走机器人上布置传感器,用于直接测量液压支架底座的横向偏移、纵向偏移、横向斜角和纵向倾角等多维位置偏移信息,从而通过支架位置偏移量表征液压支架的直线度信息。试验结果表明,相邻两架偏移误差值在0.2cm以内,相邻两架角度误差在10′以内;当模型增加到100架支架,依据常规液压支架1.5m的中心距计算,在工作面长度为150m时,预计会产生位置偏移累计误差10cm,角度累计误差8°20′,对于长度不超过150m的短距离综采工作面,这个累计误差在可接受的范围内,可满足液压支架直线度的测量需求。相比于传统的一维测量信息,该方法通过4维位置偏移信息可为液压支架群的控制提供参考。

不同截止高度角下BDS/GPS/GALILEO多模组合SPP解算性能分析

文中选取MGEX跟踪站部分测站的2016年2月1日1天的观测数据,在截止高度角分别为5°、15°、25°、30°、40°、45°的情况下,分析BDS(C)、GPS(G)、GPS+BDS(GC)、BDS+GALILEO(CE)、GPS+GALILEO(GE)、GPS+BDS+GALILEO(GCE)六种组合模式的单点定位(SPP)的定位性能.研究结果表明:GPS+BDS+GALILEO(GCE)组合稳定性最好.同一高度截止角下,卫星数目最多,历元可用率最高,为96%,相比其他模式,定位精度提高了20%～40%.在建筑物密集区、山区、树林和遮挡严重的区域具有很好的应用价值.

基于CASI/SASI高光谱影像的几何校正方法及误差分析

CASI/SASI高光谱遥感影像在380~2450 nm的波谱范围内,最多可构建388个连续光谱通道,具备很高的光谱分辨率.针对影像在采集过程中的严重畸变,采用Buddle(实验区)辅助POS数据的方法进行高精度几何校正.通过利用Buddle与POS数据进行联合计算,获取最佳的位置偏移量和角度偏移量.并将偏移量参数用于修正后的共线方程方法中,结合DEM数据进行几何校正.该方法有效解决了偏心矢量和偏心角无法精确测量而带来系统误差的问题,绝对定位精度达到4.87 m,校正精度较高.

基于方差分量估计的不同截止高度角下的组合单点定位

BDS/GPS/GLONASS组合系统定位时,由于系统间卫星测距精度的差异性,需要合理确定卫星间权比,Helmert方差分量估计常被用于确定不同类观测值间权比;而当观测值含有粗差时,Helmert方差分量估计定位结果容易被粗差污染或收敛失真,出现大的偏差。文中基于Helmert方差分量估计,引入等价权因子IGGIII函数,建立抗差Helmert方差分量估计权函数模型,对比分析其在低截止高度角10°、15°和20°下,在BDS/GPS/GLONASS组合系统定位中的应用及定位精度,并讨论分析在高截止高度角30°和40°下,组合系统和单系统BDS的定位精度。实验结果表明:当观测值无明显粗差时,Helmert方差分量估计和抗差分量估计的定位精度相当,略低于高度角权函数的定位结果,点位精度RMS优于2.5m;含粗差时,抗差解定位精度最高;当截止高度角为30°时,BDS单系统定位精度RMS优于5m,而组合系统RMS接近3m;为40°时,组合系统平面精度RMS优于2m,三维精度RMS优于6m,而单系统不能定位。

栅格地形图断裂等高线的自动重建

彩色栅格地形图分割提取的等高线图像中往往存在大量断裂,影响了等高线快速数字化采集.为了最大程度地实现图中所有断裂等高线正确匹配连接,提出一种断裂等高线自动连接重建方法.首先设计了多重递增回溯加权算术平均求断点方向角算法来提高断点方向角运算精度;然后设计了梯级最大约束角控制策略,从局部到全局逐级控制断点间匹配连接时的平缓程度,保留满足最大约束角条件的备选断点;最后采用欧氏距离和偏移角加权组合求断点匹配度算法确定最佳匹配断点;山脊、山谷等处折角过大的断点设计了抛物线形状断点方位码双向匹配算法进行匹配连接,图像边界区域断点沿前进方向自然延伸到图边.实验结果表明,该方法具备更高的正确率和完成率,稳定性和实用性好.

基于BDS与不同卫星双系统组合SPP性能比较分析

以BDS卫星系统为基础,分别将GPS、GLONASS、GALILEO卫星与其组合成双卫星系统组合,运用MGEX在中国境内的测站部分观测数据,在双系统卫星组合的伪距单点定位的数学模型上,采用不同卫星截止高度角(0°、10°、20°、30°、45°),对BDS、BDS+GPS、BDS+GLONASS、BDS+GALILEO分别进行单点定位(SPP)的性能比较分析,试验结果表明:每种组合的定位精度和稳定性都随着卫星截止高度角的增大而降低,最好的截止高度角在0°~20°之间;在三种卫星与BDS卫星双系统组合中,定位精度及稳定性最好的是GPS,定位精度可在3m以内,其次是GLONASS,尤其是在卫星可见数较少的条件下,将GPS与BDS进行组合,其定位结果将会有很大的实际应用价值。

基于继电反馈的组合积分系统参数辨识与整定

将一种改进型的继电辨识方法推广到组合积分系统的参数辨识中,取代了以一阶或二阶加纯滞后模型近似描述组合积分系统进行参数估计的方法,在得到估计参数的基础上设计了组合积分控制器。利用相角偏移的概念,补偿继电试验中振荡点与被控对象的极限环理论临界点之间的偏差,辨识得到频域范围内的组合积分对象的参数,并且辨识精度较高;通过相角偏移的在线计算,避免了多次迭代试验获取先验信息的过程,缩短了调节时间。仿真结果验证了该算法的实用性和有效性。

基于不同卫星截止高度角的伪距单点定位性能

随着全球卫星导航系统的飞速发展,GPS和GLONASS两种导航系统在全球得到广泛应用,并且目前应用最为广泛的导航定位模式是伪距单点定位。然而在山区或城区等遮挡严重区域,伪距单点定位精度在很大程度上受卫星截止高度角的影响。因此,文章开展了在0(°)～30(°)(间隔为5(°))的卫星截止高度角条件下,GPS、GLONASS以及两者组合的伪距单点定位实验。实验结果表明:两者组合定位模式对卫星截止高度角最不敏感; GLONASS受截止高度角影响最大;此外,在临界截止高度角处,三维方向中U方向受其影响最大。