Compression Design and Test of Water Vapor Receiving Data by Beidou Satellite

Water vapor monitoring system by Beidou satellite is a new detection system in meteorological department,which makes receiving amount of detected data and data storage and transmission pressure increase. Here,we try to use data compression to relieve pressure. Compression software of water vapor monitoring system by Beidou satellite can be designed into three components: real-time compression software,check compression software and manual compression software,which respectively completes the compression tasks under real-time receiving,in-time check and separate compression,thereby forming a perfect compression system. Taking the design of manual compression software as guide,and using c language to develop,compression test of original receiving data is conducted. Test result proves that the system can carry out batch automatic compression,and compression rate can reach 30%,which can reach the target of saving space in a degree.

基于北斗三号短报文的共视数据压缩传输方法

共视时间比对通过交换两地共视数据完成远距离高精度的时间比对。针对无地面通信网地区,本文提出了一种基于北斗短报文的共视数据压缩传输方法,该方法通过将共视数据进行压缩,利用北斗的短报文功能对压缩后的共视数据进行实时传输,在无地面通信网的地区进行了共视时间比对试验。试验结果表明,本文设计的共视数据压缩方法具有较好的压缩效果,可以通过北斗短报文实现无地面通信网的情况下的实时共视时间比对。

北斗系统观测数据质量分析

北斗卫星导航系统是我国自主建设的全球卫星导航系统,最新一代北斗三号系统(BDS-3)已于2020年7月31日建成并正式投入运营。由于BDS-3运行时间较短,国内外针对BDS-3的观测数据质量分析研究较少,同时常用的数据质量分析软件不支持分析BDS-3新频点B1C/B2a的观测数据。因此文中编写支持多系统、多频点的GNSS数据质量分析程序GNSSQC,分析全球七大洲9个IGS跟踪站的观测数据。通过研究BDS-3播发的新频点信号B1C/B2a、BDS-3和BDS-2共有的频点B1I/B3I、GPS的L1/L2、Galileo的E1/E5a和GLONASS的G1/G2频点,发现BDS-3的新频点B1C/B2a在信噪比、抗多路径误差和抑制电离层延迟等方面的表现优于其他系统的常用频点,在BDS原有频点B1I/B3I的基础上有较大提升。

多级高边坡削坡质量检测技术研究与应用

针对高陡边坡削坡整平施工中,坡面人工检测困难、测量数据不全面等问题,提出一种机载式削坡质量自动检测方法。首先以北斗定位点为基准建立挖机斗齿尖坐标运动轨迹方程,并进行斗齿磨损误差修正;然后分析挖掘机斗齿尖空间坐标轨迹与坡面特征之间的关系,通过对斗齿尖坐标数据识别、采集算法研究,实现了利用斗齿坐标间接表达坡面质量的目的。工程应用实践证明该方法满足坡面削坡质量检测精度要求,取代了人工测量,提高了施工效率。

北斗在电力杆塔沉降监测系统中的应用

本文研究设计的输电线路钢管杆塔沉降监测系统,依托单杆塔目标灾害预测、区域内杆塔整体风险预测等安全物联网领域核心技术,为电力输电线路钢管杆塔沉降打造安全物联网支撑平台,提供整体解决方案及全生命周期的系统服务.系统基于北斗卫星导航系统(BeiDou Satellite Navigation System, BDS)及倾斜监测预警技术,以输出BDS的原始数据为核心,包括载波相位观测数据、星历数据等,并通过4G无线网络传到控制中心,控制中心通过监测软件实时解算出各监测点的三维坐标,然后根据对实时位移数据的对比分析,形成不同的监测系统或环境下的实时差异数据,再根据差异补正电力杆塔沉降区域变形情况和详细数据.

基于北斗卫星定位的电力线路异常位移检测研究

由于电力线路所处环境较为复杂,导致电力线路位移位置定位以及异常位移检测难度加大,因此提出基于北斗卫星定位的电力线路异常位移检测方法。根据电力线路异常位移检测原理,使用卡尔曼滤波器估计当前北斗卫星状态,采用基于北斗广域四重差分该正数方法对北斗卫星定位进行优化处理,得到精准的电力线路位移位置,将其与位置检测初始数据进行比较后,得出电力线路异常位移检测结果。实验结果表明,该方法估计北斗卫星不同方向上的SEP数值在90.59%-93.14%之间,定位能力较强,可有效检测电力线路异常位移,实际应用效果更好。

工程地质勘察钻孔参数的随钻智能测量系统

工程地质钻探在地基基础勘察中起到关键作用,对于评估场地和地基的稳定性至关重要。为了确保工程勘察钻孔地质资料的质量,提出了一种钻孔参数智能测量系统。该系统可感知、判断钻机的工作状态;确定钻机的平面位置;确定钻柱的长度;大致判断土层强度的变化。该智能测量系统可有效监测和控制钻孔地质资料的质量,为工程勘察提供可靠的技术支持。

北斗导航及农机大数据平台在新疆昌吉农机发展上的应用

文章主要介绍了新疆昌吉州农业机械化发展现状及北斗导航农机自动驾驶技术及农机大数据平台在昌吉农业生产中的推广应用。随着北斗导航、5G通讯传输、智能控制、大数据、云计算等一批先进技术在农机作业上的的推广应用,有力促进了智能高效农机装备的发展。

基于北斗卫星导航系统的地理标志农产品地采集保真系统应用研究

北斗卫星导航系统是我国为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要时空基础设施。当前一些地理标志农产品保真方案存在无法保证农产品原料来源问题,本文充分利用北斗卫星导航系统的高精度定位、时间信息,研制了基于北斗卫星导航系统的地理标志农产品地采集保真系统。该系统包含原产地地块监测集成设备、溯源认证二维码、电子围栏、时空区块链等模块,并在云南省部分地区农产品上进行了示范应用,结果发现,该系统对消除次品、提高品牌价值、促进农产品销售等具有很好的效果。

北斗在安全监测中的应用与分析

随着国家和行业对地质灾害防治以及工程地质形变安全保障工作的不断重视,安全监测所起到的至关重要的作用被凸显出来。以国内某工程为例,基于北斗卫星导航系统开展三维形变监测,结合北斗基准站和监测站1个月的观测数据,参考相关精度指标,对北斗观测数据质量与监测站三维形变进行综合分析评价。结果显示,北斗观测值的数据质量相比于GPS表现更加稳定,两种类型国产接收机性能表现基本相当;2个区域12个监测站北斗监测的内符合精度平面优于高程,且均能够满足3 mm的监测精度需求。该研究可为地质灾害防治、工程地质形变监测等领域提供一定的技术支撑。

基于北斗船位数据的拖网渔船捕捞努力量算法研究

渔船捕捞作业行为识别算法准确率直接影响捕捞努力量的估算精度,现有的捕捞作业行为识别算法存在特征局限及算力要求高等问题。基于2019—2021年辽宁省拖网渔船的北斗船位数据计算捕捞努力量,构造含空间信息的特征向量和基于极限梯度提升算法的拖网渔船捕捞作业行为识别模型。结果表明,模型的准确率、敏感性、特异性和马修斯相关系数分别为96.47%、99.58%、95.02%和0.9234。捕捞努力量平均绝对误差为0.1009 kW·h,均方根误差为0.9851 kW·h。研究证实,提出的捕捞努力量算法精度较高,可为渔业资源评估和限额捕捞管理提供基础数据支撑。

基于多传感器融合的波浪谱数据获取与传输方法研究

波浪谱分析是研究随机波浪、构建波浪模型、计算海浪要素的主要方法,也是海洋工程设计、波浪能应用研究等的重要依据。目前对于现场波浪数据的获取仅局限于波浪特征参数和部分频段数据,为了获取准确有效的波浪谱信息,提出微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)和全球定位系统(Global Positioning System,GPS)测波传感器相结合的波浪谱数据获取方法以及利用北斗短报文数据传输的通信方式。综合考虑波浪谱数据特点和北斗短报文通信能力,波浪谱数据选用半精度数据类型编码并设计了相应的数据传输格式。现场海试结果表明该方法对于全波谱数据计算和传输较为准确,有效波高、峰值周期、平均波向和方向扩展的准确率相比于单独GPS传感器计算结果分别提升了12.5%(0.1m)、5%(0.2s)、8%(13°)和13%(8°),为海浪观测资料获取提供了新方法和新思路,可以进一步满足海洋多要素研究和对完整频谱分析的实际应用需求。

基于北斗船位数据的南海外海灯光罩网渔船作业特征研究

灯光罩网是中国南海外海主要捕捞作业方式之一。为加强对南海外海灯光罩网渔船生产监测和渔船捕捞活动的有效管理,根据2017年2—5月南海外海灯光罩网渔船北斗船位数据,分析定位时间、经纬度等特征,结合作业时间、等深线等采用多层过滤法判断渔船作业状态;通过阈值筛选渔船作业的位置和时间,采用过滤窗修正法对船位点状态进行修正,计算渔船作业时长,并与渔民实际记录的纸质捕捞日志进行对比分析。结果表明:北斗船位数据提取结果和渔民实际记录的结果误差较小,航次准确率为100%,航次天数准确率为94.30%;相同作业日期准确率为92.72%;作业时长总平均绝对误差为1.12 h,平均相对误差为2.1%,具有较好的一致性。研究设计的灯光罩网渔船状态判断、作业位置确定、作业时长提取和捕捞努力量计算方法可为灯光罩网作业分析和其捕捞强度量化提供新思路。

基于北斗短报文的智能电表数据通信方法研究

针对偏远地区电表数据采集稳定性较差的问题,提出一种基于北斗短报文通信的智能电表数据传输策略设计方案。该方案利用STM32F767微处理器和电流电压传感器来构建智能电表,采用NRF24L01模块与主站通信,且在此基础上进行系统化的硬件电路及软件设计。将电表的电力数据拆包后以北斗协议进行封装,使用北斗通信接口作为通信中介,由主站端接收北斗短报文,并对数据进行分析及重组。同时为了保证抄表的成功率,还设计了补包操作。实验测试结果表明,所提方法的抄表成功率为95%,能够保证远程数据采集与传输的可靠性。

全变分MW组合去噪的BDS周跳探测算法

针对高精度全球卫星导航系统(GNSS)数据预处理中,最常用的非差周跳探测方法之一墨尔本-维贝纳(MW)组合受伪距噪声影响等原因存在小周跳探测不准和周跳探测失败后阈值扩散的问题,提出一种北斗卫星导航系统(BDS)周跳探测算法:为降低伪距噪声的影响,提高探测成功率,引入全变分去噪算法对MW组合探测值进行去噪处理;再利用去噪后的MW组合探测值的历元差值进行周跳探测;然后分析全变分去噪算法正则化参数和周跳探测阈值的选取,当正则化参数取5和阈值设定为0.45时,即可探测出大于或等于1个周期的周跳。实验结果表明,选取的正则化参数和周跳探测阈值较为合理,能够在去噪后的MW组合探测值中通过相邻历元作差方式探测出小周跳,成功率为100%,无错探和漏探发生,能够弥补MW组合探测值对不敏感周跳探测的不足。

基于靶场CORS的试验区北斗数据质量分析

自2011年国际GNSS服务(International GNSS Service,IGS)启动多GNSS实验项目(Multi-GNSS Experiment,MGEX)以来,多GNSS兼容和互操作成为研究热点,我国率先发起国际GNSS监测评估系统(International GNSS Monitoring and Assessment System,iGMAS)旨在对GNSS的运行状况和性能指标进行监测评估.鉴于此,本文从用户使用端出发,通过对连续运行参考站(continuously operating reference station,CORS)的数据完整率、周跳比、伪距多路径、载噪比(carrier to noise ratio,CNR)和伪距测量精度进行量化分析,探讨了基于靶场CORS系统进行试验区北斗数据质量监测与评估的方法,为高精度武器试验鉴定提供科学、可量化的卫星环境精度指标.

基于北斗定位技术的特高压工程数字化选线系统设计

为了提高定位精度,提出了基于北斗定位技术的特高压工程数字化选线系统设计。利用分布式结构设计了数据采集终端和运算控制单元,结合数据采集电路,完成特高压工程数字化选线系统的硬件设计。在提取的特高压工程输电线路暂态特征基础上,采用北斗定位技术,优化了特高压工程数字化选线程序,实现了特高压工程的数字化选线。系统测试结果表明,该系统可以提高接地故障的定位精度,在选线合理性方面也具有很大优势。

基于北斗三号的气象应急通信系统应用分析

青海省地理环境复杂,边远地区通信、交通、供电等基础设施薄弱。北斗三号气象应急通信系统,选配北斗/GPS双模RNSS定位和4G/5G数据通信功能,具有良好的抗电磁干扰能力、远程控制能力、多链路传输能力和短报文通信功能,可实现传统通信未覆盖或失效应急情况下气象观测数据和应急信息的传输。本文针对北斗三号应急通信系统在气象领域的应用进行分析。

基于GM-RBF不定权组合模型的输电线塔杆倾斜预测分析与应用

为了解决目前输电线塔杆倾斜姿态监测中出现的预测不准确、不及时和预测误报率高等问题,文章提出一种基于灰色模型-径向基函数(grey model-radial basis function,GM-RBF)不定权组合模型的输电线塔杆倾斜姿态预测方法,对昆明市某地区一处输电塔杆200 d的北斗逆向网络载波相位差分技术(real-time kinematic,RTK)数据,使用GM-RBF不定权组合预测模型对铁塔姿态进行预测。该方法不仅能有效规避灰色模型(grey model,GM)自身误差大的缺点,减弱神经网络中训练样本随机性对建模精度的影响,还可以消除因最小二乘定权组合影响整体模型精度的问题。实验表明:对于短期塔杆倾斜预测,GM-RBF不定权组合预测模型在X、Y、P向和倾斜角的预测精度与GM预测精度相当,优于径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络模型和GM-RBF定权组合模型的精度;对于长期塔杆倾斜预测,GM-RBF不定权组合模型在X、Y、P向和倾斜角的预测精度分别优于GM预测模型约57.28%、48.07%、43.02%、42.08%,优于RBF预测模型约2.04%、2.31%、3.60%、2.02%,优于GM-RBF最小二乘定权组合模型约2.97%、2.36%、6.23%、4.73%。

自安装井口平台台风状态在线数据监测的研究

自安装式井口平台(WESU)作为海上边际油田的重要解决方案,已经在北部湾海域部署。其插装站立方式不同于传统导管架平台,虽然在设计参数中充分考虑了北部湾海域的天气情况,但仍然需要在台风状态下对平台关键位置参数进行数据监测。通过阐述北部湾海域某自安装井口平台在正常生产和台风状态下平台数据监测与回传的需要,提出了针对平台桩腿、导管架支撑、平台摇摆度、气象数据的监测与回传技术,能够为类似自升式平台的防台风措施提供参考。