北斗三号系统PPP-RTK技术在车辆自动驾驶应用可行性研究

卫星导航定位技术是支撑车辆自动驾驶的关键技术,北斗三号全球卫星导航系统建成开通,使得基于北斗三号系统的PPP-RTK技术具备了各行各业广泛应用的基础。本文从PPP-RTK技术本身的发展和车辆定位系统等方面开展论述,对PPP-RTK技术在车辆自动驾驶中应用的可能性进行探究。

香港地区非差非组合PPP-RTK定位性能评估

为探究非差非组合(UDUC)PPP-RTK模型定位性能,基于香港地区连续运行参考网(CORS)数据进行分析研究。首先采用服务端PPP-RTK模型处理参考网观测数据,得到对应区域的卫星、大气产品;随后用户站基于网端产品进行解算,得到各历元的位置结果;最后将PPP-RTK解算结果与单基线电离层加权(IW)RTK模型和电离层浮点(IF)RTK模型处理结果进行比较分析。结果表明,在大气产品约束下,PPP-RTK模型的单历元解算结果能达到99%以上的模糊度固定成功率,固定解的平面精度、垂直精度分别优于1、4 cm;多历元解算(静态仿动态)在任意时间均能实现首历元固定模糊度,固定解的平面精度、垂直精度分别优于1、2 cm。在没有大气约束的条件下,PPP-RTK静态仿动态解算在2~5 min内实现模糊度首次固定。经过比较,UDUC PPP-RTK在定位精度、模糊度固定成功率、模糊度固定速度面均远优于单基线IW RTK和IF RTK模型,可实现全天候、可靠的、实时动态的高精度绝对定位,在国防建设、交通运输、精密农业等领域具有更加广泛的应用前景。

基于GNSS-RTK定位的无人机L波段探空系统标定方法

随着我国北斗卫星导航探空观测系统升级换代工作逐步推进,降低L波段探空系统测风数据差异的需求尤为迫切。利用无人机GNSS-RTK定位信息研究新的标定方法,相较传统标定手段,避免人为因素干扰、极大的降低测量误差,新的标定方法更加科学有效,对保证测风数据的有效性,提高高空气象观测数据质量具有重要应用意义。

基于北斗的PPP-RTK技术在无人机电力巡检中的应用分析

为解决无公网地区或地形条件复杂地区进行无人机电力巡检得不到高精度定位服务的问题,本文提出使用基于北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System, BDS)的精密单点定位-实时动态定位(precise point positioning-real-time kinematic, PPP-RTK)技术,为无人机电力巡检提供高精度定位服务.文中使用电力北斗精准位置服务网四川省内电力北斗基准站的数据进行了PPP-RTK服务端产品的计算和用户端的仿动态定位试验.试验结果表明:在使用基于BDS的PPP-RTK服务条件下,用户端使用BDS或BDS+GPS进行PPP-RTK模糊度固定解模式时,在1 min内就可以实现收敛,收敛后水平方向的均方根(root mean square, RMS)值小于5 cm,高程方向的RMS小于8 cm,该试验结果可以为构建电力北斗PPP-RTK服务及其在无人机巡检中的应用提供设计参考依据.

坐标标定的北斗RTK和UWB变电站联合定位方法研究

为满足变电站复杂环境定位需求,保证变电站实地定位结果的精确性,本文结合北斗RTK和UWB定位技术各自的优势,完成对坐标标定的北斗RTK和UWB变电站联合定位方法设计。首先,针对变电站现场施工现状,介绍了北斗RTK和UWB定位技术。其次,从实时动态测量分析、室内外一体化定位模型设计、室内外高精度联合定位系统设计三个方面入手,设计一种基于坐标标定的北斗RTK和UWB变电站联合定位方法。最后,对该联合定位方法的有效性进行验证,验证结果表明:本文联合定位方法具有较高的有效性和可靠性,不仅可以保证变电站定位的稳定性,还能提高变电站定位精确度,完全满足室内外复杂环境变电站定位需求。

RTK-BDS定位的推土机推平作业实时辅助施工研究

针对当前推土机在作业过程中操作复杂、施工效果评估困难等问题,基于北斗实时动态差分定位(real time kinematic,RTK)技术和运动学方程,求得推土机实时位置;提出了以推土高程和设计平面的高程差作为平整施工质量评价的方法,可直观评价施工效果,研制了驾驶引导装置,可实时显示推土机状态与施工进度。工程应用表明,该装置达到了厘米级的定位精度,定位的绝对误差小于5 cm,满足推土机精准施工的需求;车载显示终端使用RS232通信可精确获取推土机坐标、速度、航向等自身状态参数和施工数据。在实际施工场景中,该系统可有效减少驾驶员返工次数、降低劳动强度,提高了施工效率,达到了辅助施工的目的。

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。

基于RTK-BDS的某山塘水库地形测量设计

针对山东省济南市西南部山区某山塘水库地形测量设计问题,通过北斗RTK技术和传统测量技术融合的方法,进行大比例尺地形图测绘,结果表明在本测区北斗RTK比GPS RTK信号接收能力更强,接收卫星信号数量更多。在高程控制测量中有机结合水准仪高程测量和全站仪三角高程测量不仅成果质量可靠,而且工作效率也大幅提高。北斗RTK野外数字测图比全站仪野外碎步测图仪器操作更简便,两种技术综合运用可提高工作效率、测图精度及经济效益。

BDS-2/BDS-3组合长基线三频RTK算法

针对在长基线动态实时差分定位技术(RTK)中,由于整周模糊度容易受到大气延迟误差的影响,导致其固定率偏低,从而影响定位精度的问题,提出一种基于北斗卫星导航(区域)系统即北斗二号(BDS-2)和北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)组合的长基线定位方法:组合方法中BDS-2采用B1I、B2I和B3I 3种信号,BDS-3采用B1I、B2b和B3I 3种信号,充分利用三频中存在电离层延迟极小且具有整数特性的组合,同时考虑对流层延迟的影响,建立基于弱电离层组合的几何相关中长基线解算模型,并利用卡尔曼(Kalman)模型对天顶对流层延迟误差、三维坐标和弱电离层组合模糊度进行参数估计;再结合部分模糊度固定方法加快模糊度搜索效率,最终实现长基线RTK定位。实验结果表明,该方法能够在长基线下基本实现单历元模糊度固定,定位结果与流动站真值之间的定位偏差可达到厘米级。

北斗卫星导航RTK定位技术在铁路通信铁塔监测中的应用

通过自带基准站并利用北斗实时动态载波相位差分定位技术(Real-Time Kinematic,RTK)对铁路通信铁塔发生的水平位移、铁塔垂直度、塔基沉降进行连续不断测量和监控,解决以往铁塔监测系统误报、漏报率高、设备故障率高以及安装难度高、安装要求苛刻等施工难题,通过野外环境实验数据表明其精度满足中国铁路总公司发布的《铁路通信铁塔监测系统》(Q/CR851—2021)标准要求。

低轨增强北斗PPP-RTK定位方法与实验分析

低轨星座具有卫星数目多、几何构型变化快等优势,有利于精密单点定位(PPP)中模糊度参数的快速收敛,从而提升其收敛速度与定位精度.但由于未能精确消除大气误差的影响,难以实现瞬时厘米级定位.提出一种低轨增强北斗PPP-实时动态(RTK)方法,结合高精度大气增强信息与模糊度固定方法(AR),进一步改进北斗快速精密定位性能.首先设计了包含192颗低轨卫星的极轨星座,仿真了22个地面测站的观测数据,在估计相位小数偏差与精密大气延迟改正数后,分别测试了低轨增强北斗PPP、PPP-AR与PPP-RTK的定位性能.结果表明:在低轨星座增强下,可视卫星数目增加6~8颗,22个测站北斗PPP的平均初始化时间由552.1 s缩短至102 s,提升了81.52%.模糊度固定后,初始化时间进一步缩短至1 min以内.通过180 km地面参考网增强后,低轨增强北斗PPP-RTK可以实现瞬时厘米级定位,定位精度相较于PPP提升98.5%.将地面参考网扩大至500 km后,低轨增强北斗PPP-RTK仍可以实现约10 s的快速收敛.

基于北斗RTK与UWB技术的煤场作业安全防护系统设计

近年来,作为安全作业监管的特殊场所,火力发电厂的煤场作业安全事故频发,作业安全监管场景复杂,人员和车辆往来频繁,监管形势严峻。文中结合煤场生产现场的实际情况和当前快速发展的定位技术,实现基于北斗RTK与UWB技术的煤场作业安全防护系统的建设,以此实现作业安全监管从人防到技防的转变,杜绝因设备异常或操作不当而导致安全事故的发生,做到事前有监测,出现异常提前告警,为后期实现数字煤场、智慧煤场提供有力的技术和系统平台支撑。

钱家营矿区北斗单基站CORS-RTK精度检测分析

为检测开滦钱家营矿区北斗单基站CORS系统的定位效果及RTK测量的定位精度,本文对开滦钱家营矿区单基站CORS系统及升级兼容“北斗”后的系统特点进行介绍。选择信号遮挡的待测点,分析BDS+GPS、GPS的RTK测量数据来检测卫星定位效果,并采用静态已知点检测法对卫星定位精度进行检测分析。研究表明,在卫星信号受到遮挡时,接收BDS+GPS信号的RTK测量固定解率更高、平面误差更小,且在距离CORS基站50 km范围内,RTK定位精度均达到厘米级,BDS+GPS模式下的水平方向精度小于2 cm,垂直方向精度小于3 cm,均优于GPS模式下的测量精度。

基于北斗RTK的正面吊防碰撞系统的研究

文章基于北斗RTK高精度定位技术和无线通信技术等,研究正面吊防碰撞算法,构建正面吊防碰撞系统,可以对货场内作业人员和正面吊进行实时定位,对正面吊行驶和作业进行安全监控,消除正面吊作业过程中的安全隐患,从而为货场作业的安全运营提供保障。

基于北斗网络RTK的桥梁监测关键技术

桥梁安全对于交通和社会发展至关重要。为了证明北斗定位技术在工程中自主可靠的应用优势,本文提出了一种基于北斗网络实时动态差分(RTK)技术的桥梁监测方法,重点比较了单北斗系统与GPS系统在这一技术中的应用精度。结果表明在组网过程中采用三步法模糊度固定策略对单北斗系统的服务应用具有显著的精度提升,有效抑制了RTK用户定位粗差结果,使其定位结果与单GPS系统精度相当。在桥梁监测应用中,监测点精度可以达到E:0.46mm、N:0.72mm、U:2.1mm,证明该方法具有很强的工程应用前景。

基于CORS的网络RTK在山区的定位精度分析

针对省级连续运行基准站系统(CORS)下北斗三号(BDS-3)、全球定位系统(GPS)、全球卫星导航系统(GLONASS)不同星座在山区中定位精度存在差异的现象,本文通过控制变量法来评析采用不同的星座组合方式的定位精度,并选取秦岭山区某乡镇区域进行实测比对。结果表明,BDS-3/GPS/GLONASS的精度和稳定性最高,BDS-3信号的加入使得GPS/GLONASS播发系统的平面精度提高0.5 cm以上,垂直精度提高0.5~2.0 cm,中误差完全满足农房一体项目中图根控制测量的精度要求。

北斗RTK测量系统在矿山测量中的应用探讨

北斗卫星导航系统的发展为矿山测量提供了新的技术手段。利用理论分析和实测比较的方法,对北斗卫星导航系统应用于矿山测量进行了可行性分析和精度探讨。介绍了北斗卫星导航系统的发展及定位原理,通过实测数据分析得出了北斗RTK与GPS RTK的精度关系。得到结论:北斗RTK的精度已达到GPS RTK同等水平,北斗卫星导航系统在矿山测量中的应用不仅提高了矿区测量的效率、准确性,而且也有利于促进矿区的可持续发展。最后分析了北斗RTK在矿山测量实际应用中应注意的问题。

BDS网络RTK参考站三频整周模糊度解算方法

北斗卫星导航系统是目前唯一一个全星座提供三频观测数据的卫星导航定位系统,三频观测值有助于载波相位整周模糊度的快速、准确固定。本文提出了一种BDS网络RTK参考站三频整周模糊度解算方法。首先利用B2、B3频率的观测值及严格的模糊度固定标准确定超宽巷整周模糊度,将固定的超宽巷整周模糊度与其他宽巷整周模糊度的线性关系作为约束条件,然后估计宽巷整周模糊度、相对天顶对流层延迟误差和电离层延迟误差,并搜索确定宽巷整周模糊度。利用固定的宽巷整周模糊度与三频载波相位整周模糊度的整数线性关系,将线性关系加入载波相位整周模糊度参数估计观测模型中,然后确定载波相位整周模糊度。使用实测的CORS网BDS三频观测数据进行算法验证,结果表明,该方法可正确有效地实现参考站间三频载波相位整周模糊度的快速解算。

北斗/GPS宽巷混合双差RTK定位方法

针对在高遮挡环境下,通过双频混合双差RTK定位方法性能受限的问题进行了研究,提出一种北斗/GPS宽巷混合双差RTK定位方法。选择(1,-1)的宽巷组合系数,考虑宽巷系统延时偏差ISB(Inter-System Bias),完善双频混合双差模型;计算并补偿双频载波相位ISB和宽巷ISB,进而提高混合双差窄巷模糊度固定成功率。试验结果表明,在截止高度角为60°时,该方法模糊度固定率达到了78.54%,相比双频混合双差方法提高8.68%;比传统的双频标准双差方法提高130%,并且仍然能达到cm级的定位精度。

Epsce-RTK一体化测图技术与系统实现

基于进一步提高数字化测图效率的目的,将重庆北斗卫星地基增强系统、北斗RTK接收机和Epsce测图软件相结合,形成Epsce-RTK一体化测图系统。文章给出了系统总体结构,阐明了系统开发用到的关键技术,解决了实现系统功能的相关技术问题。通过试验,各项指标均优于规范要求。相比传统的数字化测图,该系统获得了更好的操作体验,产品质量进一步得到保障,生产效率成倍提高,同时能有效降低生产成本。