农机作业监控与优化调度系统结构设计——基于北斗卫星导航系统(BDS)

通过分析全球定位系统在精确农业以及农机作业管理中的应用,阐述了全球定位系统在农业中的应用现状。通过借鉴全球定位系统在精确农业及农机作业管理中的应用,设计出"基于北斗卫星导航系统(BDS)的农机作业监控与优化调度系统"。同时,对农机作业监控子系统、农机作业优化调度子系统的结构框架及工作原理进行阐述,并介绍了该系统的总体结构及工作原理。

北斗全球卫星导航系统工程技术与管理创新

北斗全球卫星导航系统由中国自主建设运行,具备向全球用户提供全天时、全天候、高精度定位、导航和授时服务能力,具有报文通信、国际搜救等功能。北斗全球卫星导航系统坚持“自主、开放、兼容、渐进”的发展原则,发挥新型举国体制优势,全面突破核心关键技术,创新发展工程管理模式,实现了国际卫星导航领域和我国航天领域的多个首创,提前半年完成建设,走出了一条符合我国国情、独具特色的国家超级工程发展道路。本文围绕北斗全球卫星导航系统任务要求,全面阐述工程任务组成、任务进程和系统应用,从“混合星座、通信导航融合、星间链路、导航信号、快速组网、核心产品国产化”等方面梳理系统技术特点与创新,并总结了北斗工程建设过程中组织、技术、进度、质量和运行服务等管理体系的创新举措。

船载北斗卫星导航系统(BDS)接收设备性能标准

全球定位系统（GlobalPositioningSystem，GPS）由美国于1970年建设，其前身是一套专为美军研制的定位系统，出于军用考量，为防止敌方通过定位信号截获美军位置，定位系统被设定为单向传输（即GPS接收机只接受卫星信号，而不向外发射信号），这一特性也为GPS面向民用领域奠定了基础［1］。打开GPS，地球上空的卫星在几分钟之内就会锁定你的位置，并告诉你行进的速度、所处位置的海拔高度……。现在，世界上可以提供精确定位的全球导航系统共有四种：美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统（GlobalNavigationSatelliteSystem，GLONASS）、欧盟的伽利略卫星导航系统（GalileoSatelliteNavigationSystem）和中国的北斗卫星导航系统（BeidouSatelliteNavigationSystem，BDS）。目前美国的GPS最为成熟，覆盖面也最广。

北斗导航卫星系统在水利行业的应用与展望

北斗导航卫星系统是我国重要的时空基础设施,建设以来已经广泛应用于社会经济多个领域。智慧水利是新阶段水利高质量发展的最显著标志和6条实施路径之一,北斗导航卫星系统为智慧水利提供了强大的技术支撑,为数字孪生水利建设提供了重要的时空基准和高精度的位置及通信服务。从北斗导航卫星系统的功能视角,选择水利工程变形监测、水利巡检、水文监测数据传输等典型应用场景,分析了北斗导航卫星系统的应用现状;同时,还讨论了北斗遥感技术在水位监测、土壤水分反演和大气水汽反演等方面的应用情况;最后,展望了北斗系统在水利领域的发展趋势,指出其应用场景和领域将持续拓展、应用规模将不断增长,以及与新技术融合应用将不断增强,随着北斗导航卫星系统技术的持续创新和应用范围的进一步扩大,北斗导航卫星系统在未来水利行业中将发挥越来越重要的作用,它将成为加快水利新质生产力、推动水利高质量发展的重要推力。

北斗卫星导航系统(BDS)在智能电网的应用与展望

北斗卫星导航系统(Beidou navigation satellite system,BDS)对于智能电网的发展具有重要的推动作用。从BDS的发展现状和趋势分析出发,结合智能电网的需求,对BDS在智能电网中的应用开展研究。构建基于BDS的统一时空信息支撑框架,从授时、定位导航和短报文通信等方面分析BDS在智能电网的相关典型应用,结果表明:BDS是未来智能电网发展的基础支撑组件,大数据、云计算、物联网、移动互联网、人工智能等技术综合应用会对BDS起到融合增强效果,而BDS在智能电网的深化应用还面临成本、应用场景拓展、标准体系建设等挑战。

北斗三号全球导航卫星系统全球广播电离层延迟修正模型(BDGIM)应用性能评估

2020年6月23日,我国北斗三号全球导航卫星系统正式完成星座全球组网。北斗三号全球导航卫星系统采用新一代全球广播电离层延迟修正模型(BDGIM),为用户提供电离层延迟改正服务。本文利用高精度全球电离层格网(GIM)以及实测BDS/GPS数据提供的电离层TEC作为参考,从延迟改正精度及北斗单频伪距单点定位应用、模型系数性能等方面,对北斗三号系统组网前后(2020年5月1日至2020年7月20日)BDGIM模型的改正精度等应用性能进行了分析与研究,并将其与美国GPS播发的Klobuchar模型和北斗二号卫星导航系统播发的BDS Klobuchar模型进行对比。研究表明,BDGIM模型在对北斗三号系统组网完成前后电离层延迟修正精度没有发生显著变化。上述时段内,以国际GNSS服务(IGS)发布的最终GIM产品为参考,BDGIM模型在中国区域、亚太地区和全球范围内的电离层修正百分比分别达到84.45%、74.74%和64.57%;以选取的全球83个GNSS检测站BDS、GPS双频数据实测电离层TEC为参考,BDGIM在中国区域、亚太地区和全球范围内的电离层修正百分比分别为73.12%、70.18%及68.06%;当BDGIM模型应用于北斗单频伪距单点定位时,在中国区域、亚太地区和全球范围内分别实现了2.22、2.66和2.96 m的三维定位精度。

GPS/BDS组合导航系统的精密单点定位模型

为了改善单卫星导航系统由于卫星数量较少,导致定位误差高的问题,设计全球定位系统(GPS)/北斗卫星导航系统(BDS)组合导航系统的精密单点定位模型:线性组合处理GPS与BDS的伪距和载波相位观测值,并构建GPS/BDS组合导航系统的组合观测值;接下来利用协方差成形自适应卡尔曼滤波方法,对组合导航系统导航过程中的卫星钟差、电离层延迟等误差实施滤波;再利用滤波处理后组合导航系统的广播星历,获取卫星轨道以及钟差;然后利用经验模型修正对流层延迟,获取相位观测值与伪距的综合改正数;最后利用综合改正数修正组合导航系统的观测方程,构建精密单点定位模型。实验结果表明,GPS/BDS组合导航系统采用所构建模型进行精密单点定位,不同方向定位误差均低于10 cm,证明了提出模型的有效性。

基于北斗卫星通信导航的电力应急抢修指挥系统设计

电力系统运行环境复杂,受高电压、不均衡负载等因素的影响,导致应急抢修指挥过程中故障定位精度较差,抢修耗时长。为此,提出一种基于北斗卫星通信导航的电力应急抢修指挥系统。系统硬件以北斗卫星通信导航平台作为核心,设计北斗卫星通信导航平台的监测模块、故障提取与转发模块、路径规划模块、调度中心模块。根据模块化的设计理念,设计故障定位与最佳路径规划的软件程序,通过信息熵算法与决策树得到应急状态的划分,通过不同等级安排相应的抢修策略,完成电力应急抢修的指挥。实验结果表明,所提方法的抢修时间短、故障定位效果好、失负荷量小。

南极拉斯曼丘陵区域北斗卫星导航系统数据分析及精度评定

为分析北斗卫星导航系统在南极区域数据质量和定位精度,本文以南极拉斯曼丘陵作为研究区域,基于站区常年运行基准站对该区域10个大地控制点进行联测。通过对不同地形、不同天气条件、不同观测时段下的实测数据进行分析,得出了北斗卫星导航定位系统在南极的精度参数,并进行了观测数据质量及定位精度分析。分析结果表明,北斗卫星导航定位系统在拉斯曼丘陵区域的总体精度优于10 mm。

湖南省地基北斗卫星导航系统大气可降水量反演及降水分析

水汽是影响天气变化的重要因子,灾害天气的发生往往伴随着水汽含量、空间分布的急剧变化。针对目前关于地基北斗卫星导航系统(BDS)反演大气可降水量(PWV)研究相对较少现状,进一步验证BDS PWV的反演精度和PWV与实际降水的关系,利用湖南探空站和邻近的连续运行基准站(CORS)数据,构建湖南本地化大气加权平均温度(Tm)模型,基于此模型进行水汽反演,分析BDS水汽探测的精度,与实际降水结合探究PWV与降水之间的响应关系。结果显示:与探空数据相比,CORS测站解算的BDS PWV均具有较强的相关性,均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)均在4 mm以内,符合水汽监测的要求;PWV与实际降水之间存在明显的联系,降水前6~12 h水汽快速聚集为降水发生提供充足的条件,PWV为60 mm可以作为降水预报的阈值。因此,利用BDS对水汽的持续监测在降水、水旱灾害监测预报中可以发挥重要作用。

黑龙江省北斗卫星导航系统植保无人机应用研究

我国是农业大国,黑龙江省是农业大省,农业生产是头等大事,农业植物保护工作是农业生产中重要的一个方面。对黑龙江省植保无人机的发展现状进行梳理,结合目前植保无人机普及存在的问题,提出相应的解决对策。

基于北斗卫星导航系统的低轨卫星精密定轨精度分析

随着北斗卫星导航系统的建成运行,基于北斗卫星导航系统的低轨卫星精密定轨得以广泛应用。为有效评估基于北斗卫星导航系统的低轨卫星精密定轨精度,本文分别基于运动学法、动力学法和简化动力学法对低轨星载北斗观测数据进行了精密定轨处理,并通过重叠弧段法进行内符合精度评价,然后采用不同定轨方法对比的方式对精密定轨结果进行了验证分析。试验结果表明,3种精密定轨结果的位置互差均方根误差为1.4 cm,最大位置互差7 cm,说明基于北斗卫星导航系统的精密定轨精度可达到厘米级。

北斗卫星导航系统桥梁变形监测的影响因素分析

基于北斗卫星导航系统的桥梁变形监测,以天津市永和大桥为例,分析星历、解算时间、测站距离、多路径效应等对变形监测效果的影响。结果表明:星历采用多卫星解算时,变形监测精度更高;解算时间越长,变形监测越高;测站距离对变形监测的精度影响较小;多路径效应对变形监测的精度有一定影响,建议通过优化算法来弱化多路径效应。

“北斗”卫星导航系统服务性能监测评估与展望

“北斗”三号卫星导航系统是我国自主研发的全球卫星导航系统,自2020年系统开通至今服务稳定可靠,为全球用户提供了优异的导航、定位和授时服务。本文利用实测数据从覆盖能力、空间信号精度、可用性、连续性和定位精度五个方面对“北斗”系统的指标进行了分析,结果表明“北斗”系统各项服务性能指标均处于国际领先水平。此外,针对行业需求不断发展,卫星导航技术持续演进的趋势,对“北斗”系统服务性能提升的方向进行了展望,以期对下一代“北斗”系统的发展建设提供参考。

基于北斗卫星导航系统的变电站沉降监测系统

基于北斗RTK及物联网技术,在云端对标定设备基座空间位置的监测站坐标进行实时解算,以刚体稳定性为约束条件对坐标数据进行平差处理以降低测量误差,利用最小二乘优化定位算法解算基座上设备被监测点空间位置坐标,通过与沉降前初始坐标进行比对来确定沉降状态。模拟测试结果表明,此方法可实时判断变电站沉降状态。

《铁路工程北斗卫星导航系统测量技术规程》内容解析

北斗卫星导航系统(BDS)是我国自主研发、独立运行的卫星导航系统,随着北斗三号系统的建成,BDS开始为全球用户提供连续、稳定、可靠的服务,包括提供实时动态厘米级、事后静态毫米级定位增强服务,其精度能够在铁路工程领域实现对国外卫星系统的替代。Q/CR 9163—2023《铁路工程北斗卫星导航系统测量技术规程》在全面总结BDS在我国铁路应用实践的基础上,提出基于北斗连续运行基准站网的铁路工程现代精密控制测量体系,明确利用BDS进行控制测量、动态测量、变形监测的技术要求;对规程进行深入解读,分析铁路北斗卫星导航测量的技术背景及研究现状,对标准内容进行深入阐述。研究表明,该规程系统反映BDS在铁路工程测量领域的应用方向,实现铁路工程领域基于卫星定位测量工作的独立自主,为BDS在铁路工程测量领域的应用与推广提供技术支撑。

浅析北斗卫星导航系统在测绘行业中的应用

北斗卫星导航系统作为国家重要的时空基础设施,为国家安全和经济社会发展及全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。在此背景下,通过深入探讨北斗卫星导航系统的基础理论框架与运作机制,着重阐述其在土地测绘、海洋测绘、工程测量等测绘地理信息领域的广泛应用实践;分析该定位系统在实际应用中的优势与不足,并重点剖析其在测绘行业应用中面临的问题与挑战。最后,结合当前测绘地理信息行业的发展趋势,为北斗卫星导航系统未来的发展方向提出了一些建议。

北斗卫星导航系统在工程高精度形变监测中应用

北斗卫星导航系统(BDS)具有技术领先、应用范围广、国际合作等优势,极大地提高了工程变形监测的效率与精度。本项目拟以中国西南某大型水电工程XJ-01为例,对北斗系统在提高定位精度、数据实时传输、长期稳定监测、大范围覆盖和智能监测等方面的具体应用进行分析,展示北斗在复杂地质环境中的重要作用。本文将为我国工程安全管理与防灾减灾提供有力技术支撑,促进我国高精度形变监测技术发展。

关于北斗卫星导航系统在测绘工程中应用的探讨

经过科学家们的不懈努力,我国自主研发的“北斗”系统在不断地进行着改进和升级,被广泛地运用到了社会的各个方面,其在建筑工程测量中的应用,大大提高了工程测量的精度和可靠性,实践证明,该技术具有较好的实用价值,对建筑工程的设计与施工起到了很好的辅助作用。本文从北斗卫星导航系统的总体概况和优势出发,着重讨论了其在测绘领域的应用,并对其未来发展趋势进行了分析,以期为相关领域的科研工作者提供参考。

北斗卫星导航系统在通信领域的分析与应用

随着全球经济的快速发展,人们越来越多地依赖于各种技术手段进行生产和生活,卫星导航是一项非常重要的技术,它可以为用户提供准确的位置和时间信息,从而实现精准定位和实时跟踪。而中国北斗卫星导航系统作为我国自主研发的重要战略性项目,具有重要的地位和发展潜力,深入探讨北斗卫星导航系统的发展历程以及在通信领域中的应用价值,对于推动相关产业的发展有着积极的作用。从历史角度出发,可以看到北斗卫星导航系统自2003年启动以来,经过多年的建设和完善,目前已经成为世界领先的卫星导航系统。在此基础上,北斗卫星导航系统不仅在国内外得到了广泛的应用,也成了国际合作的基础设施。