基于实时动态载波相位差分的无人机起降引导系统研制

中程固定翼无人机在起降阶段高精度定位,要求实时计算无人机下滑道与固定基准站之间高精度的相对定位基线,以引导无人机精确起降.基于全球卫星导航系统(GNSS)实时动态载波相位差分(RTK)技术、无线链路数传电台技术,设计了固定基准站无人机起降引导系统.起降引导系统在静态零基线、动态飞行条件下,RTK引导系统与固定基准站之间相对定位精度达到水平方向≤0.03 m(1σ),高程方向≤0.05 m(1σ).试验结果表明,无人机起降引导系统达到了厘米级定位精度,满足中程固定翼无人机在起降阶段对高精度定位的要求.

基于GNSS实时数据流的载波相位差分测速方法及精度评估

为了满足地质灾害实时高精度监测应用需求,对常规全球卫星导航系统(GNSS)载波相位差分测速事后处理软件进行改进,增加了实时数据流接收和实时解码国际海运事业无线电技术委员会(RTCM)的功能,实现了真正的GNSS载波相位差分测速.利用静态站和振动台模拟正弦波振动实验的GNSS数据,评估改进后GNSS实时测速程序的精度.静态模拟动态的测速精度误差均方根(RMS)优于5 mm/s;振动台动态实验解算结果与振动台输出真值的互差RMS为10.4 mm/s.说明本实验的实时GNSS测速程序在静态实时测速条件下的测速精度可达到mm/s级,在实时动态条件下测速精度仍能达到cm/s级.

BDS-3单频三种差分定位方法的性能初步评估

为进一步分析北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)B3I、B1C、B2a和B1I单频差分定位精度,利用全球14个MGEX测站构成基线长度在30km以下的7条基线2022-09-01到2022-09-30共30d观测数据,在评估可视卫星数和信噪比基础上,初步评估了BDS-3B3I、B1C、B2a和B1I单频伪距差分、载波平滑伪距差分和载波相位差分定位精度。结果表明:数据质量方面,BDS-3B3I、B1C、B2a和B1I可见卫星数和信噪比基本符合解算需求;差分性能方面,B1C和B2a相当,B3I和B1I略差;伪距差分E、N、U方向优于0.6m,点位精度优于0.8m,单频平滑效果B1C优于B3I、B1I和B2a,在E、N、U方向分别平均提升21.34%、22.2%和17.17%。设置平滑值和原始伪距阈值定位精度得到较好的提升;BDS-3载波相位差分B3I定位精度优于7 cm,B1C定位精度优于5 cm,B2a定位精度优于6 cm,B1I定位精度优于5cm。总体定位精度随着基线长度逐渐下降,单频伪距差分定位精度达到分米级,载波平滑伪距中短基线定位精度相较于伪距差分能够提升40%,长基线提升20%,载波相位差分为用户提供厘米级定位精度。

惠州市国产北斗化平台实时定位精度测试分析

惠州市连续运行卫星定位服务系统(HZCORS)在2022年完成了国产北斗化升级改造工作,实现了基准站接收机全面支持北斗三号卫星导航系统即北斗三号(BDS-3)数据,且新的国产北斗化平台(简称“新平台”)具备支持北斗三号数据兼容其他卫星系统数据的处理能力,并支持实时播发1985国家高程(简称“85高”)。作为惠州市现代测绘基准体系的重要支撑,新平台投入使用前的测试显得尤为重要。测试结果表明:①新平台平面和高程的实时定位精度较以往有所提高。②新平台分别使用惠州市似大地水准面模型和广东省似大地水准面模型采集得到的高程成果,契合度均较好。③新平台的平均时间可用性为96.48%,优于规范指标的95%。

GPS实时动态载波相位差分技术在农村集体土地确权测量中的运用效果

为解决农村集体土地确权测量环节存在的测绘周期过长、工作量过大问题,规避由此引发的确权测量精度下降困境,文章引入GPS实时动态载波相位差分技术进行探讨分析。先简要介绍案例项目概况,然后从方案制定、测点选取、外业施测、内业处理等环节入手归纳技术应用要点,最后总结该项技术的应用效果和优势,指出其使用能够有效提高确权测量可靠性,减轻负担的同时优化确权效率。

北斗三号多频组合RTK定位性能分析

为解决因用户对北斗三号卫星导航系统(BDS-3)单星多频、全球导航卫星系统(GNSS)多星多频组合定位性能缺乏了解造成的应用困扰,本文基于陕西省北斗卫星导航定位基准站系统实测数据,对比分析BDS-3单星多频、GNSS多星多频组合下网络实时动态载波相位差分(RTK)定位精度、收敛时效和固定率,研究加入BDS-3新频点B1c和B2a后对定位性能的影响。结果表明,在开阔环境下,BDS-3单星和BDS+全球定位系统(GPS)双星、BDS+GPS+格洛纳斯全球导航卫星系统(GLONASS)三星组合定位精度量级相当,均满足厘米级高精度定位服务需求;BDS-3新频点的加入对定位精度有一定改善,且高程方向改善更为明显。在遮挡环境下,BDS-3新频点定位时效性有待提高,多星座多频点组合定位性能更优;下午12∶00-16∶00时段,电离层活动剧烈,BDS-3新频点加入后固定率没有提升。

左截断右删失数据分位差估计及其渐近性质

我们研究了左截断右删失数据分位差,基于左截断右删失数据乘积限构造了分位差的经验估计,同时克服经验估计的非光滑性,提出了分位数差的核光滑估计.利用经验过程理论推导出这两个估计的渐近偏差和渐近方差,并且在左截断右删失数据下研究了这两个分位差的大样本性质,获得分位差估计的相合性和渐近正态性.同时给出计算模拟以验证光滑分位差估计的表现,在均方损失的意义下模拟结果表明光滑估计比经验估计具有更好的性质.

基于相位差分的脉内调制信号类型识别

提出了一种工程可快速实现的常见脉内调制信号类型识别算法。首先基于相位差分重构了七种常见脉内调制信号的瞬时频率,然后对信号瞬时频率进行直方图统计和局部峰值检测,提取了10个特征参数,实现了信号的识别。其中,采用了多重相位差分、信噪比阈值频率突变消除和载频粗估计等信号预处理方法,改善了算法对低信噪比环境的适应能力。计算机仿真表明,当信噪比高于4dB时,信号识别概率大于90%。硬件实现表明,信号识别所需时间小于0.2ms,算法具有一定的工程实用价值。

GPS/GLONASS相位差分的数据处理方法

由于GLONASS与GPS在系统上存在差异 ,致使GLONASS的载波相位差分的数据处理与GPS的有明显的不同 ,必须使用特殊的方法。本文给出了GPS、GLONASS及GPS/GLONASS联合相位差分的数学模型和一种数据处理方法 ,并对实测数据进行处理 。

实正弦信号的快速相位差分频率估计方法

基于最小均方误差相位差分频率估计原理，提出了能够直接处理实正弦信号的相位差分频率估计算法。新的修改算法利用零交越或FFT变换，能快速有效地在时域或频域上得到实正弦信号的相位信息，改善了频率估计的SNR阈值，且便于工程实现。

一种基于相位差分的GPS比特同步方法

为了解决较大频偏下GPS导航信号的比特同步问题,提出了一种基于相位差分的比特同步方法.通过对相关器输出的相邻数据的相位差分进行统计,得到相位差分最大的位置,即比特边界的位置,从而实现比特同步.采用频偏补偿的方式对同步方法进行优化,较大地提高了在极大频偏下的比特同步性能,并且可以同时得到信号的精确频偏估计.经过理论推导和仿真验证,该方法不仅在频率同步的情况下具有很好的检测性能,而且解决了以往方法在频率未同步的情况下无法进行比特同步的问题.

基于后处理载波相位差分GPS技术的验潮浮标

GPS验潮原理已经发展成熟。按照潮汐测量工作的自动化、高精度的要求,根据海洋浮标的实际工作环境和海洋浮标设计经验,利用嵌入式技术和系统集成技术研制了浮标数据采集器,利用机械设计技术设计了浮标体,并进行了精度验证试验和应用试验,采用GAMIT软件处理浮标数据。试验结果表明,该GPS浮标的瞬时海面高测量精度和潮汐测量精度均满足精度要求,可以应用于海洋潮汐测量工作。

基于加权的伪距和历元间相位差分模型GPS单点定位方法

在星载GPS精密定轨或单点定位中,尤其单频接收机的情况下,仅利用相位观测值,由于需要解算模糊度方程通常奇异,仅利用伪距观测资料,由于伪距观测值的噪声影响使得难以实现高精度定位要求。鉴于此,本文讨论了基于加权的伪距和历元间相位差分模型的GPS单点定位方法,该方法既能改善方程奇异性,又无需考虑模糊度因素,能确保观测值的精度。本文分别探讨了伪距观测方程和历元间差分相位观测方程,并给出了联合误差模型,推导了权值的计算公式和参数解算公式,最后基于动态单点定位考虑,探讨了基于加权的伪距和历元间相位差分模型的序贯最小二乘参数解算一般表达式。

局部方向梯度幅值与相位差分的人脸识别算法

针对传统人脸识别算法在单训练样本下效果不佳,提出一种局部方向梯度幅值和相位差分相结合的方法(LDGMPD),首先提取图像的梯度幅值与相位,梯度幅值图像与8个Kirsch模板卷积得到每个子邻域的8个边缘梯度值;然后对相位进行局部差分。局部方向梯度幅值与相位差分仅使用边缘梯度值与相位局部差分值中最大值的方向编码成一个二位八进制数,产生LDGMPD值。再选取结构对比信息对各LDGMPD人脸分块进行加权处理,提取人脸的LDGMPD直方图特征,最后利用最近邻分类器分类识别。在AR和CAS-PEAL-R1共享库上进行实验表明LDGMPD在单样本人脸识别具有较好的效果。

北斗站间单差载波相位差分定位方法

针对传统基于站间-星间双差载波相位差分存在放大观测量随机误差,使得卫星间存在耦合,导致参考星变换时产生整周跳跃的问题,提出一种基于站间单差模型的精密定位算法,通过站间单差消除大气延迟、卫星端等偏差,保持了卫星间观测量的独立性,并结合双钟差模型以保持载波相位的整周特性。通过北斗实测车载实验进行了验证,测试结果表明,基于改进的单差模型定位精度达到厘米级,模糊度固定率达到90%以上。

常用GPS载波相位差分电文格式分析与比较

介绍了差分GPS传输载波相位差分信息的常用电文格式 ,比较了其优缺点 。

载波相位差分技术在馈源舱动态定位中的应用

针对ＦＡＳＴ项目馈源舱扫描跟踪设计，作者根据ＧＰＳ载波相位差分精密动态定位原理，讨论了馈源舱位置和姿态的ＧＰＳ动态检测系统的组成，按照我国贵州ＫＡＲＳＴ地形的地理位置给出了动态检测时需要使用的馈源舱位姿转换矩阵和求解方程，与ＧＰＳ动态定位系统相结合就可以完成对馈源舱位姿的跟踪检测，实现舱体的闭环控制。

基于相位差分方法的BPSK引信信号m序列识别

该文根据二相移相键控(BPSK)引信信号脉冲相位差分和m序列的一一对应关系,通过求解脉冲相位差分方程组来得到m序列。首先,通过FFT求得脉冲相位,然后分别采用了一阶相位差分方法和二阶相位差分方法来对m序列进行识别。经计算机仿真验证,该方法是完全正确的。最后对该方法进行了可靠性分析,分析表明,即使某一个码元由于对应的脉冲相位测量误差很大而被错误识别,也不会对后续的PN码识别产生影响,说明该方法具有很高的可靠性。

基于相位差分算法的参数估计研究

在数字信道化接收机后续精测频结构的基础上,讨论了相位差分算法在信号参数估计中的应用。首先从最小二乘估计模型入手分析了相对无模糊的相位差分算法,然后根据算法分别对加性高斯白噪声中的复正弦信号的频率估计方法和线性调频信号参数的联合估计方法进行了研究,最后给出了方法的最小均方误差分析及其数值结果。实验结果证明,方法能够有效、准确地估计出信号的参数,而且在较高信噪比条件下,其估计均方误差能达到Cramer-Rao下限。同时方法不含复杂运算,非常易于硬件实现。

四相位差分图像边缘检测算法

为提高图像弱边缘的检测效果,解决图像细节边缘的检出问题,最大限度地保留图像内容信息,提出了一种通过对图像进行四相位移动模糊差分,利用图像边缘灰度梯度变化的相关性,来全面的检测图像内部强、弱边缘的图像边缘检测新算法.该算法可有效的检测图像细节等弱边缘,分割滤除背景,完整的保持图像内目标的结构特征,同时对于图像质量要求较低,具有较高的边缘检测特性.