高精度导航计算机实现技术研究

惯性导航系统是一种自主式导航系统,其核心部件是导航计算机。介绍了导航计算机实现的技术原理;分析了导航计算机实现的关键技术,包括高精度浮点处理技术、导航传感器功能集成技术、高精度导航技术、智能接口技术和集成化的软件开发调试环境;针对惯性导航系统对精度和实时性的要求,提出了一种高精度导航计算机的设计方案,其实现技术先进,具有广泛的应用前景。

基于卫星编队的空间碎片视觉高精度导航方法

视觉方法被广泛应用于空间碎片这类和卫星之间没有任何通信的非合作目标导航。针对观测过程中视觉传感器的像差偏差引起位置不确定的问题,提出了利用卫星编队的立体视觉导航方法。首先,利用卫星编队构造了长基线的视觉传感器,通过Fisher矩阵对系统的可观测性进行了分析,验证了系统是可观的;其次,对视觉传感器进行了误差分析,通过安排最优视差角,使多颗卫星的观测信息融合达到最优;最后,应用卫星编队的视觉导航方法对空间碎片进行了导航仿真验证。结果表明,基于卫星编队的视觉导航方法可以显著减小观测误差,精度能达到0.1 m量级,而且编队构形简单,易于工程实现。

高精度导航一张图建设的一体化生产研究

介绍了一种高精度电子导航地图的一体化生产方式。基于高精度的基础测绘成果和已有导航数据,通过数据的整理、纠偏、融合等技术生产高精度导航一张图,为高精度电子导航地图的制作提供新的解决思路。

基于高精度导航地图的自动驾驶辅助决策方法

自动驾驶技术主要依赖于传感器探测周边障碍物、交通标识标牌等实现辅助驾驶控制,对数据实时性、准确性等要求较高、计算量大、可靠性不高,为此,本文提出使用高精度导航地图对自动驾驶辅助决策。利用移动测量系统采集道路网数据,制作高精度导航地图。使用测试车惯导和实时差分定位数据计算车辆范围。使用空间查询,实时查询车辆缓冲区范围内的地图要素。利用空间分析方法及时纠正车辆行驶方向以及提供辅助决策信息。实验结果表明,采用高精度导航地图辅助决策能减少决策系统数据量和计算量,提高可靠性。

港口AIV北斗高精度导航性能验证

针对智能转运车辆(Autonomous Intelligent Vehicle,AIV)自主运行的安全需求和作业环境,提出北斗/GNSS高精度导航系统在3种运行场景下关键性能指标的分级要求。为量化评估北斗全球系统给AIV高精度导航系统带来的实际价值,在上海港外高桥四期码头的实际作业路线上,利用支持北斗全球系统的高精度定位定向模块完成对比测试,全面验证AIV高精度导航系统的可用性能。结果表明:北斗全球系统为AIV北斗/GNSS高精度导航系统带来约15颗可见导航卫星,使AIV北斗/GNSS高精度导航系统RTK定位定向解算的固定率提升约13%。

超大城市高精度导航地图的构建与更新方法研究

近年来以人工智能为代表的新一代科学技术迅速发展,众多基于位置的新型服务对传统导航电子地图提出了新的需求.在交通与汽车领域,智能驾驶作为我国新一代人工智能发展的重要战略,亟需高精地图弥补汽车自主感知的盲区缺陷,实现精准可靠的环境感知与定位.具体研究了超大城市中高精度导航电子地图构建的技术以及更新方法,结合车载点云自动化处理算法、立体卫星影像以及协同管理机制,综合思考了超大城市高精度导航电子地图快速构建方法以及更新的技术手段,对自动驾驶在超大城市的全面落地应用以及城市信息化建设具有一定的参考应用价值.

南方测绘高精度导航产品助力中国地大登山队挑战南美最高峰

[本刊讯]1月20日,从中国地质大学传来消息,中国地质大学登山队5名队员于当地时间19日中午12时左右,成功登顶海拔6964 m的南美洲之巅阿空加瓜峰。阿空加瓜峰成为该校登山队相继登顶亚洲、欧洲、非洲和大洋洲的最高峰后,征服的第5座高山。在7天的攀登过程中,南方测绘国产小型智能化RTK"银河6"、手持机S760、平板电脑S550等高精度卫星导航设备成为助力登山队冲顶的利器。

我国测深自动化和船舶高精度导航、定位的现状和展望

本文论述了我国近海和内河水深测量发展概况以及疏浚船舶施工、船舶通过险要地段等需要精确定位的高精度导航技术的现状。并据此结合国外的最新进展提出今后的设想和展望。

基于高精度GNSS惯性导航设备的自动导航驾驶拖拉机作业性能试验研究

介绍了高精度GNSS惯性导航测试设备的主要性能指标和安装方法,提出了自动导航拖拉机的作业性能试验方法和导航控制精度的计算方法,开展了自动导航拖拉机的作业性能试验,分析了自动导航拖拉机试验结果和作业质量。

全息高精度导航地图:概念及理论模型

本文提出了全息高精度导航地图的概念,它融合了多源数据,尤其是电磁传感器、声音传感器、热红外仪等传感器数据,从更多角度为导航提供信息。在此概念基础上,提出了一种融合多源数据的全息高精度导航地图理论模型框架,该框架包含4个步骤:①全息道路数据采集,包含道路三维彩色激光点云、遥感影像、无人机航拍倾斜测量数据、摄像头图像、热红外图像、声场信号、电磁场信号;②道路静态信息提取,从上述采集信息提取和标记得到,如车道线、路坎、栏杆、路牌、路灯、隧道等,作为无人驾驶车辆规划基础路线和车辆位置定位的数据基础;③道路动态信息提取,从上述采集信息提取和标记得到,如离前后车辆的距离、前方有无行人、道路施工护栏、泛在信息等,作为检测无人驾驶车辆周围的实时道路环境和规划无人驾驶车辆行驶路线的依据;④动、静态信息融合:融合道路静态信息和道路动态信息,丰富道路信息,提高道路线精度,提高全息高精度导航地图更新的效率,为导航和无人驾驶车辆提供地图服务。

一种地标点修正的高精度双目视觉导航方法

自主导航技术是无人机、智能机器人以及智能车辆等技术领域中的一项关键技术.为了克服传统视觉导航方法存在的不足,以摄像机自运动估计为理论基础,提出了一种使用地标点修正的高精度双目视觉导航方法.该方法从连续图像序列的帧间变化中提取摄像机自运动信息,再通过速度、角速度积分求得载体的位置姿态等参数.同时,通过引入地标点提供的绝对定位信息,进一步提高了长时间导航的精度.将地标点绝对定位与双目视觉相对定位相结合,并对双目视觉量测噪声建模和解相关,抑制了单纯使用双目视觉长时间导航时误差的积累发散.仿真结果表明此方法具有精度高、自主性强、导航信息完备等优点.

基于物联网的高精度船舶导航系统设计

为解决RTK船舶导航系统定向能力较差、目标定位精度较低等问题,设计基于物联网的高精度船舶导航系统。通过物联网传感器电路设计、导航信息采集模块设计2个方面,完成新型导航系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,按照导航数据采集与预处理、数据精度解算、导航任务分配的物理操作流程,完成新型导航系统的软件运行环境搭建,结合硬件执行条件,实现基于物联网高精度船舶导航系统的顺利运行。对比实验结果表明,与RTK导航系统相比,应用新型高精度导航系统后,船舶定向能力得到稳定提升,目标定位精度的最大值也不再低于理想极值85.21%。

高精度道路导航地图的进展与思考

随着互联网时代的高速发展,更多基于位置的新型行业逐步发展起来,例如"互联网+"智能交通、无人系统等,但这些行业的发展都需要高精度的位置数据作为支撑,而传统导航地图5 m的精度无法满足需求,因此高精度道路导航地图概念被提出。高精度道路导航地图具有更加丰富细致的道路信息,可以更加精准地反映道路的真实情况。与传统地图相比,它的图层数量更多,图层内容更加精细,具有新的地图结构划分。正是因为高精度道路导航地图丰富的信息含量,使得它具有庞大的数据量,而传统的集中式大数据处理模式无法满足它的计算需求。因此,本文提出"众包+边缘计算"的大数据处理模式来解决高精度道路导航地图的计算问题。目前,高精度道路导航地图已进入高速发展状态,但发展过程中仍面临着一些需要解决的问题。

高精度卫星导航定位行业发展综述

本文以高精度卫星导航定位行业的发展为研究对象,论文首先分析了卫星导航定位行业的发展现状和基本特点,进而探讨了卫星导航定位应用市场的规模与发展现状,在此基础上,笔者详细分析了卫星导航定位行业细分产品市场的竞争态势,探讨了整个行业发展的趋势,全文是对我国高精度卫星导航定位行业现状与未来发展趋势的全面总结与分析,相信对相关同行有着重要的指导作用。

顾及非线性高程归算的中国西北区域对流层天顶延迟模型

对流层延迟是影响高精度导航定位的关键因素,同时也是进行全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)水汽反演的重要数据。中国西北区域地形起伏较大,目前中国西北地区对流层天顶延迟模型在高程方面顾及不足,无法满足实时高精度定位需求,因此建立高精度中国西北地区对流层延迟模型成为迫切需求。针对当前中国西北地区ZTD(zenith total delay)模型未同时顾及非线性高程归算以及季节变化等问题,利用2015—2017年欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)的ERA5资料建立顾及非线性高程归算的中国西北地区对流层天顶延迟模型(MZTD模型)。联合未参与建模的2018年ERA5资料和中国西北陆态网84个GNSS测站数据,验证MZTD模型的精度和适用性,并与目前使用广泛的GPT3模型进行精度对比。结果表明:以2018年ERA5资料和中国西北陆态网测站数据为参考值,MZTD模型的均方根误差(root mean square error RMS)分别为3.14 cm和2.81 cm,相对于GPT3模型精度分别提高了约16.3%和21.7%,同时MZTD减少模型参数,提升了模型计算效率。因此,顾及非线性高程归算的MZTD模型在中国西北区域体现了更好的精度和适用性,可以为中国西北地区进行实时GNSS水汽探测和导航定位提供重要参考。

我国高精度卫星导航产业发展与前景

高精度卫星导航技术是采用GPS、北斗、GLONASS和Galileo四大卫星导航系统对地面、海洋、空中和空间用户进行高精度导航定位的技术,具有全球、全天候、高精度的特点。高精度卫星导航技术始于美国GPS。近年来,随着北斗卫星导航系统的建设,中国高精度卫星导航产业的变化非常大,特别是测绘装备行业,可以说经历了从无到有、从小到大、从弱到强的过程。

基于城市测绘成果构建高精度导航地图的可行性研究

高精度车道导航地图作为自动驾驶最基础的数据,在自动驾驶领域发挥着重要的作用。该文对以大比例尺城市测绘成果作为构建高精度车道导航地图数据基础的可行性进行了研究。研究表明:基于现势性强、高精度的城市测绘成果,转换、构建高精度车道导航数据基础,促进了数据共建共享,加快了地理信息的应用发展,减少了数据重复建设。

高精度惯导系统重力扰动的阻尼抑制方法

重力扰动已经成为高精度长航时惯导系统的主要误差源之一。针对船用高精度惯导系统的重力扰动抑制问题,从舰船INS误差模型出发,推导了重力扰动在惯导系统中的传播特性。仿真结果表明垂线偏差将引起系统较大的舒拉振荡误差。为抑制重力扰动对系统的影响,引入常速度误差反馈阻尼网络和相位超前串联阻尼网络。分析了重力扰动在水平阻尼网络中的传递特性,实现了相应滤波器的设计。在此基础上完成了实验验证,海上试验结果表明,所引入的两种阻尼网络都能够阻尼掉重力扰动引起的舒拉振荡型导航误差,其中,相位超前串联阻尼网络效果更优,抑制率达到70%以上。

高精准度智能导航数据产品质量评价系统构建与示范

本文针对高精度智能导航地图数据产品的质量控制及评价检测率先开展技术研究,提出了针对车道及智能导航地图的精度评价方法,建立了理论模型和评估体系;研制了对公路要素数据分类分级精度验证模型和方法,解决了HAD和ADAS数据空间绝对精度和相对精度检测的难题;研发了高精度智能导航数据评价系统软件,实现了程序化、标准化和批量化。

高精度GPS定位研究概述

自1978年2月22日第一颗GPS卫星发射以来,人们便开创了以导航卫星为动态已知点的无线电导航定位的新时代。获得高精度的测站信息成为了高精度GPS定位所追求的目标。该文主要论述了高精度GPS定位研究现状以及关键环节的发展状况,例如,周跳的探测及修复、整周模糊度的确定以及卫星定轨等,并阐述了高精度GPS定位未来的研究重点以及发展趋势。