基于北斗/GPS双模定位的土地面积测绘技术及土地信息系统研究

为提高土地面积测绘的精度、减少测量结果误差,规范土地资源的利用与开发,将北斗/GPS双模定位技术作为核心与支撑,对土地面积测绘技术展开设计与研究,并以此为依据,开展土地信息系统的开发。通过计算卫星信号与接收机距离、土地面积测绘与误差补偿,完成测绘技术的设计。将测绘技术作为基础,进行测量仪选型、土地信息无线通信部署、定位信息获取传输、土地信息系统数据库连接展示,以此实现对系统的开发。通过测试证明了设计的测绘技术测量结果与实际结果的误差较小,可以在实际工作中忽略此误差,将测量结果作为真实结果,同时,综合测试结果可知,本文开发的系统可以达到预期的设计标准与效果。

北斗与GPS双模定位在土地面积测绘应用的技术研究

随着全球卫星定位技术的快速发展,土地面积测绘领域迎来了新的变革。北斗卫星导航系统与GPS全球定位系统的融合应用,即北斗与GPS双模定位技术,为土地面积测绘提供了更为精确、高效和可靠的解决方案。本研究聚焦于北斗与GPS双模定位技术在土地面积测绘中的应用,旨在探索如何通过融合两种卫星系统的优势,提升测绘精度和效率。研究内容涵盖了双模定位算法的优化、土地面积测绘算法的设计、硬件系统的集成以及实际测试验证等多个方面。在双模定位算法方面,本研究深入探讨了如何有效融合北斗和GPS卫星信号,通过信号处理、数据融合等先进技术,提高了定位的稳定性和精度。本研究设计并实现了能够同时接收北斗和GPS卫星信号的接收机,以及配套的数据处理软件和显示系统。它不仅提高了测绘精度和效率,还降低了测绘成本,为国土资源管理、城市规划、农业林业等多个领域提供了有力的技术支撑。

BDS/GPS双模定位技术在现代有轨电车中的应用研究

实时定位监控系统是现代有轨电车运行控制系统的重要组成部分,它是确保现代有轨电车安全运行的关键系统。针对传统GPS定位存在的缺点,研究一种基于BDS/GPS双模定位技术的现代有轨电车高精度定位系统;提出一种以BDS/GPS双模定位为主,航迹推算/RFID定位为辅同时采用道路分段式的定位方案。为提高双模定位信息的精度,提出一种中值滤波和卡尔曼滤波相结合的数据处理算法。经过测试表明该方法比传统的现代有轨电车GPS定位系统更加准确、可靠,为现代有轨电车的安全运行提供了保障。

0.18 μm CMOS工艺的GPS/BDS双模可重构接收机射频前端

采用低中频架构设计了一种0.18μm CMOS工艺的GPS/BDS双模可重构接收机射频前端,能在GPS L1模式或BDS B1模式下工作。通过频率自适应电路调整中频滤波器的时间常数,降低其频率不确定度;压控振荡器中加入4位开关电容阵列,以提高频率调谐范围和相位噪声性能;通过硬件复用的方式降低系统功耗。测试结果表明,在1.8 V电源电压下,功耗37.8 m W,电压增益为103 d B,GPS L1和BDS B1波段噪声系数均小于3.2 d B。

BDS/GPS双模静态PPP定位精度与收敛性分析

随着仪表引导系统(instrument guidance system,IGS)精密星历实时化计划的推进,全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)精密单点技术已成为精密定位领域的一个热点。文章实现了北斗卫星导航系统/全球定位系统(BeiDou Navigation Satellite System/Global Positioning System,BDS/GPS)双模静态精密单点定位(precise point positioning,PPP)算法,并采用武汉大学发布的15 min精密卫星轨道与5min钟差产品对亚太地区多个测站实测数据进行BDS/GPS单模与双模静态PPP精度与时间收敛性的分析。从亚太地区多个测站的分析结果得出:BDS静态PPP充分收敛后的水平精度优于5cm,且北向精度优于东向,高程精度略差,优于10cm;对于收敛性,水平方向收敛速度快于高程方向,整体上为70~250个历元,BDS静态PPP定位结果逐渐收敛,但是天向存在收敛不充分现象;相对于GPS,目前BDS的PPP精度和收敛性比GPS略差,但充分收敛后目前可实现厘米级的绝对定位;BDS/GPS双模静态PPP收敛性优于单模,定位精度与GPS单模相当。

基于BDS/GPS和百度地图的现代有轨电车监控系统的设计

为实现对现代有轨电车车辆的位置及运行状态进行实时监控,设计了一个基于BDS/GPS和百度地图的现代有轨电车监控系统;定位终端以具有我国自主知识产权的BDS/GPS双模定位模块为主,RFID系统作为辅助定位手段;数据通过HTTP的GET方法提交至服务器,由服务器端的PHP页面自动处理后存储到MySQL数据库,中心管理平台显示页面调用百度地图API,将数据显示在百度地图上;最终该系统可以实时获取并存储列车的位置坐标、速度、时间等信息,并在百度地图上以点、线和图表的形式显示出车辆的坐标和运行轨迹等;测试结果表明,该系统运行稳定,定位精度高,获取数据准确、时延小,能够满足应用需求。

BDS/GPS双系统软件接收机实现与性能分析

在经典的MATLAB GPS软件接收机的基础上,针对快速比特跳变的BDS信号给出了捕获跟踪和解帧策略,提出了BDS/GPS双系统伪距、载波相位、多普勒和载噪比观测量提取算法,推导了双系统定位定速的迭代式。采用NSL-STEREO射频前端采集实际的BDS B1和GPS L1双系统数字中频信号,设计了楼顶静态和动态实验,比较分析了实际场景下BDS/GPS双系统及各单系统的定位轨迹、定位定速误差和精度因子,验证了接收机性能并得到系统差异结论。

GPS/BDS和IMU融合技术在无人配送车定位解算中应用研究

为了提高无人配送车定位精度,将GPS/BDS和惯性测量单元(IMU)多传感器融合技术用于无人配送车定位系统。为了解决GPS/BDS和IMU定位解算时产生的信号缺失和累计误差而导致的定位精度不高,抗干扰差等问题。本文采用CKF算法将GPS/BDS和(捷联惯导)SINS解算出的定位结果进行滤波处理,从而提高定位精度。当GPS/BDS定位接收模块信号缺失时,将IMU提供的数据结合SINS算法解算出无人配送车的当前位置;在IMU定位过程出现的累计误差问题处理上,利用CKF处理过GPS/BDS接收机数据进行矫正。为了验证融合GPS/BDS和IMU的定位解算方法的优越性,实验中使用单个BDS定位系统进行定位结果比较。实验结果表明,使用本文所述方法速度误差减少了27.89%,位置误差减少了38.81%,能有效提高无人配送车在配送物品的过程中定位的精确度和稳定性。

GPS+BD双模接收机自主完好性监测算法研究

在高动态导航中,卫星接收机自主完好性监测(RAIM)越来越受到重视。假如在单一模式下监测,RAIM系统至少需要接收到5颗卫星的信息才能监测出异常卫星,而如果需要辨识出故障卫星,则至少需要接收到6颗卫星的信息,这就使得单一的接收模式很难保证在全球范围内进行全天候的完整性检测。而随着北斗(BD)系统的迅速发展,使得采用GPS+BD导航模式进行监测成为可能。文中讨论了GPS和BD组合接收机中,在某时刻假设只有一颗卫星出现故障的情况下,怎样使用加权方法进行自主完好性监测。并通过仿真GPS、BD单模式和GPS+BD模式下的故障识别率和RAIM完好性可用率,证明了GPS+BD模式RAIM算法要优于任何一种单系统模式的RAIM算法。

BDS/GPS组合双频伪距单点定位精度分析

随着北斗卫星导航系统的完善,多系统多频组合定位将是今后的发展趋势。针对BDS/GPS组合伪距单点定位性能,利用IGS连续跟踪站数据,分析BDS双频B1/B2,GPS双频L1/L2,BDS/GPS组合双频B1/L1、B1/L2、B2/L1、B2/L2共6种组合下的伪距单点定位精度。分析结果表明,BDS双频组合伪距单点定位精度与GPS双频组合伪距单点定位精度基本一致,BDS/GPS组合增加了卫星可见数,降低了PDOP值,BDS/GPS双频组合定位相比于单系统伪距单点定位精度有了很大提升,为今后的高精度定位提供了借鉴。

BDS+GPS手持机支持下的网格伪距差分定位

我国各省CORS站建设逐步完善,以及我国BDS卫星导航系统在亚太区域提供服务,促进了BDS+GPS双模融合伪距差分定位的研究和发展。目前,在PC机上伪距差分定位早已实现,且算法也已经比较成熟,但在移动终端上进行BDS+GPS双模融合伪距差分定位向用户提供服务方面还比较薄弱,针对这一问题,本文提出了将网格伪距差分定位算法嵌入到手持机,并且实现了手持机实时网格伪距差分定位。本文阐述了方法原理并进行了车载试验分析,结果表明,在与TBC软件动态解算结果作为已知准确值的外符合精度方面,手持机BDS+GPS双模融合网格伪距差分定位结果的水平精度为0.522 1 m,在水平方向上可以达到亚米级定位精度。

GPS/BDS/GLONASS双频RTK定位算法研究

针对GLONASS采用频分多址技术导致双差观测方程中双差模糊度失去整周特性的问题,提出了一种基于站间单差模糊度分别求解的方法,并结合附加模糊度参数的卡尔曼滤波模型,实现了GPS/BDS/GLONASS组合RTK定位。通过自编RTK程序对GPS、BDS与GLONASS双频实测短基线数据进行测试,并对比分析其他RTK模式下的稳定性与定位精度。结果表明,GLONASS单频和双频定位的模糊度固定率分别为99.8%、99.7%,其定位精度与BDS、GPS相差不大。在单频或双频RTK定位中,双系统、三系统组合定位的稳定性和定位精度明显高于单系统,其中三系统组合定位的稳定性最好,精度最高。随着频率增加,初始化时间明显减少,为实现单历元获得固定解提供了可能性。

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.

BD2/GPS双模车载导航终端系统设计

作为中国自主研制和建立的卫星导航系统,BDS的运行将从根本上解决长期依赖于GPS系统面临的风险问题。但在技术没完全成熟之前,BD2/GPS双模导航将是车载导航的发展趋势。文章提出了一种基于BD2/GPS的双模车载导航终端系统的设计方案,包括硬件系统和软件系统,并介绍了设计思路。

信号易遮挡地区GPS/BDS双频单历元短基线解算精度分析

信号易遮挡地区GPS、BDS单系统可见卫星个数少,无法达到相对定位的最低要求。讨论了GPS/BDS组合单历元基线解算模型,在多种模拟环境下将GPS/BDS联合解算结果与GPS和BDS单系统在可见卫星数、模糊度固定成功率、定位精度等方面进行对比分析。结果表明,相对于单系统单历元基线解算,GPS/BDS组合大大增加了可见卫星数,提高了模糊度固定成功率,并在极端的观测条件下有效地改善了定位精度,使信号易遮挡地区双频单历元基线解算精度可以达到cm级甚至mm级。

一种4阵元BDII/GPS抗干扰接收机RF前端设计

实现了一种双通道4阵元接收前端,包含一种低插损无源三端口分路器。在公共端口复用有源低噪声放大器,替代了常规的分路有源放大及功率分配电路,通过电路复用减小了通道功耗,将常规的双频段功率分配插损从3dB分配插损及约1dB器件损耗减小至0.5dB。该多端口无源电路实现了30dB以上的隔离度,还减少了一级预选滤波器。给出了高线性度通道的设计方法,提高通道输入线性度(IIP3)的同时降低了功耗,优化了通道噪声系数,实现了一种4阵元低功耗BDII/GPS双模抗干扰有源天线。测试结果表明,该接收机同时实现了4通道3.63W总功耗,输出线性度(OIP3)超过29dBm,噪声系数小于1.5dB,抗单音干扰优于90dB。

GPS/BD双模融合的高精度时间同步方法研究

为满足电力和测控通讯等领域对高精度时钟的要求,结合GPS/BD时钟无累积误差和晶振时钟无随机误差的特性,提出了一种新型的基于GPS/BD双模接收机的时钟驯服的软、硬件设计及其实现方法。该方法通过构建权重系数将GPS和BD信号滤波得到的钟差估计值和钟差速度估计值进行融合,实现了基于GPS/BD双模融合授时的时钟驯服系统。在系统软件设计中,采用滑动中位数方法剔除测量数据中的异常点,应用无偏FIR滤波算法对钟差数据进行滤波,以提高时钟偏差的滤波精度;在ARM的控制下,应用数字PID控制算法产生控制电压,由D/A转换器调节晶振输出频率,实现快速驯服本地时钟。实验结果表明,所提出时钟驯服方法的时间同步精度达到了50 ns,优于基于单模GPS和单模北斗的时间同步系统。

基于数字变频处理的GPS/BDS双模捕获

全球定位系统(Global Positioning System,GPS)与“北斗”定位导航系统(Beidou Navigation Satellite System,BDS)的双模导航能够提高定位稳定性与精确性,但通常在前端硬件设计中需要建立双通道对GPS和BDS射频信号分别进行处理,极大地增加了硬件设计复杂度以及功率的消耗。针对双通道硬件设计的复杂性问题,提出了在Matlab环境下对GPS/BDS双频信号进行数字变频处理的方法。该方法将硬件中的变频功能在软件中实现,从而降低了硬件设计的复杂度且保证了算法与不同全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)以及前端硬件的兼容性。实验结果表明,在不同的单通道硬件设计下,利用该方法能够成功在软件中消除与L1或B1的频偏得到捕获信号,并捕获到GPS/BDS可见卫星信息。

BDS/GPS双系统PPP精度分析

为评估精密单点定位的精度,本文基于GPS单系统和BDS/GPS双系统观测数据,采用非差非组合方法对比分析精密单点定位精度,实验结果表明,不同方向上BDS/GPS双系统的定位精度较GPS单系统精度提升最高达80%,定位收敛时间最大提升75%。本文结果证明BDS/GPS双系统具有优于单系统的空间结构,改善了定位结果的可靠性和稳定性,能够有效提高定位精度。

基于完全自适应噪声集合经验模态分解与小波变换相结合的GPS/BDS-3多路径误差削弱研究

多路径误差是GNSS短基线相对定位过程中主要的误差源,已经影响定位的精度。针对经验模态分解(EMD)存在断点效应和模态混叠问题,提出了一种基于完全自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN)-小波变换(WT)的提取GNSS多路径的方法。通过两天的GPS/BDS-3的实测数据处理分析,实验结果表明,采用CEEMDAN-WT提取多路径相关系数高于小波分析、经验模态分解(EMD),实时削弱多路径误差中使用CEEMDAN-WT比其他两者方法效果更好。