跨线转体桥施工抗倾覆技术研究现状及展望

在我国交通强国战略背景下,伴随公共交通建设力度的进一步提升,交叉线路变得越来越频繁。在跨越既有铁路开展桥梁工程建设时,为不影响铁路线路的正常运营,大多选用桥梁转体施工方案。为保障转体桥梁施工的安全,亟需系统梳理和总结桥梁转体施工抗倾覆难点及现有抗倾覆关键技术。通过调研国内外平转型转体桥工程实例及对相关文献进行分析与研究,分别从桥梁结构不平衡因素、转体结构所受外荷载影响及转体桥梁的施工工艺三方面进行研究,分析现有跨线转体桥梁施工技术抗倾覆难点,结合当前最新研究成果及较为先进的施工工法,总结专家学者提出的桥梁转体施工抗倾覆关键技术。最后对桥梁转体施工抗倾覆新技术进行展望,提出基于北斗技术下桥梁转体姿态实时动态监测技术与基于机器学习算法下,对转体桥梁的动态位移及结构损伤快速且精确识别的构思,为平转型桥梁转体施工抗倾覆研究的进一步发展提供了一定的研究思路,对平转型桥梁转体工程建设抗倾覆具有一定参考与借鉴意义。

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。

基于One NET云平台和北斗GPS双模定位的智慧停车系统

本文指出目前智慧停车面临三大技术难题:一是如何实现高精度停车位置定位;二是如何准确实现车位空闲状态检测;三是构建互联互通的停车场停车信息网络系统并对接到云平台,实现整个城市停车信息的大数据共享。为此,本文设计了一款基于OneNET云平台和北斗GPS双模定位的智慧停车系统,从理论上可解决上述3个关键问题。系统经过测试运行正常,数据收发正常,各传感器和北斗GPS定位数据准确,云平台数据更新保持在1~2 s之间。表明该系统具有车位状态监测准确、位置定位可精确到分米级别、数据上传到云平台存储和显示快速及时的特点,能够提高停车场的利用率和周转率,方便车主出行和生活。

基于VR技术的北斗仿真教学软件设计与应用

高质量导航定位人才是推进北斗产业深化应用的关键。提出“VR+北斗”的教学新范式,设计开发了一款基于VR技术的北斗仿真教学软件,实现了对空间星座、卫星结构和定位原理等复杂抽象知识点的学习。教学成效表明,通过VR技术构建沉浸式、可交互的三维立体场景,能够增强学生的体验感和获得感,激发学习兴趣和热情,熟悉北斗系统的功能,提高人才培养质量,同时有助于培养学生的创新意识和爱国情怀。

悬挂式水田宽幅卫星平地机设计与试验

针对我国水田平整时窗短、平整作业精度要求高、缺乏高效水田平整作业机具等问题,设计了一种悬挂式水田宽幅卫星平地机。研发了悬挂式水田宽幅卫星平地机平地控制系统,应用北斗卫星RTK定位技术,将北斗卫星天线置于平地铲上方,可实现平地铲高度的厘米级精准定位。开发的智能终端采用阈值-多项式插值算法将实时高程信息转换成点云图,可直接反映水田平整后地势情况,供二次平整作业参考。设计了液压控制系统和悬挂式挂载结构的双液压缸驱动平地机,平地机载荷能力强,高程调节过程更加稳定。进行了系统定位精度及控制输出验证试验,结果表明:悬挂式水田宽幅卫星平地机平地控制系统定位精度为䥺SymbolqB@1.0cm,控制部分输出稳定。为验证悬挂式水田宽幅卫星平地机的工作性能,对其进行了水田平整试验,并将田间采样高程数据进行了田块纵横单行数据拟合曲线对比分析及统计分析。田间试验结果表明:田面最大高差d从19.6cm平整至5.9cm,采样点标准差Sd从4.9cm平整至2.6cm,作业效果较好,可有效改善水田平整度。

一种北斗+5G试验场景构建及联合定位结果分析

通导融合是综合定位、导航和授时(positioning,navigation,timing,PNT)体系发展的重要组成部分和关键方向。以PNT体系需求以及用户典型应用为牵引,研究了联合定位的融合算法;采用北斗和第五代移动通信技术(5th generation mobile communication technology,5G)这2种PNT手段,设计并构建了2类典型试验场景:室内5G信号定位场景、室外北斗+5G联合定位场景。围绕定位精度这一关键指标开展了试验验证。最后结合未来工业互联网2.0应用以及未来6G的定位预期,阐述了北斗与5G通导融合、一体化的未来发展趋势。

基于物联网云计算技术的智慧界桩系统研究

针对界桩监管难度大、定位不准确等问题,基于物联网云计算技术对智慧界桩进行研究。采用北斗卫星与全球定位系统相结合的双模定位,为智慧界桩提供精确的经纬度定位信息;利用传感器对界桩的形态、温湿度等数据进行采集;使用窄带物联网对采集到的数据进行收集,并将定位信息和数据信息传输给云计算平台,可实现对界桩异常部分进行报警提醒和远程监控。通过试验验证了双模定位较单独使用全球定位系统有更高的精确度,且稳定性也更好;窄带物联网的通信效果在通信设备数量较多且传输的数据量较多的情况下,其传输功耗低于标准值,满足智慧界桩的通信需求,为界桩的监管提供了一份强有力支持。

基于北斗卫星通信技术的远洋船舶通信自动化控制系统

远洋船舶通信自动化控制过程中,易受到数据中频信号干扰的影响,导致控制效率较低。为此,提出基于北斗卫星通信技术的远洋船舶通信自动化控制系统。基于基本功能需求,选择手持终端机与时钟控制器型号,采用北斗卫星通信技术对基带信号进行降阶处理,以抑制数据中频信号扰动,并引入调制信号对通信数据进行捕捉,结合无线通信程序的设计,完成远洋船舶通信自动化控制。系统测试结果表明,在发送时钟频率范围为25~150 MHz时,所提系统的通信时延均在0.4 ms以下,能够有效提高通信控制效率。

基于差分技术的北斗定位误差校正研究

文章针对北斗卫星导航系统定位精度和可靠性的优化问题,探讨了基于多基准站的差分定位技术优化方法。文章对北斗卫星导航系统的定位原理和传统差分定位技术进行了深入研究,研究了基于多基准站的差分定位技术,并利用MATLAB的Navigation Toolbox进行了实验验证。实验结果表明,多基准站差分技术在定位精度和可信度上均优于传统差分技术。

交通工程施工数智化技术应用

依托国道109新线高速公路工程和大兴新机场工程项目,介绍交通工程施工数智化技术的综合应用。采用北斗卫星定位监测技术,实现自动化监控;配备北斗户外短报文数据通信和定位的便携式手持终端,实现及时的应急救援;采用GNSS与数字化作业平台系统,完成路基强夯处理全过程作业与管理;采用GNSS定位与出入场系统等,实现车辆和移动式机械实时监控,且及时准确同步材料进出场信息。交通工程施工数智化技术,具有良好的推广应用前景。

基于北斗卫星定位导航技术的医疗装备动态管理系统的设计

目的 为解决医院现有的医疗装备管理系统功能单一、不能体现医疗装备位置和使用状态等信息,造成的许多医疗装备不能得到合理有效的使用的问题,实验设计基于北斗卫星定位导航技术的医疗装备动态管理系统。方法 采用北斗卫星定位系统,定位芯片采用的为重庆御芯微生产的GNSS定位模组(型号UCM108),无线射频识别(RFID)读写器采用重庆御芯微生产的一体机(型号UCM601N),单片机采用意法半导体公司设计的STM32F429系列高性能微处理器(型号STM32F429IIT6)。医疗装备动态管理系统服务器端软件设计开发环境应用Microsoft Visual Studio。医疗装备动态管理系统包括内置北斗芯片及RFID标签可发送信号北斗卫星及RFID读写器通过无线网络或互联网接收信号、计算机控制平台接收信息并实时显示,用于实现医疗装备位置信息及使用信息的实时动态管理。结果 医学装备动态管理系统是由资产管理、维修管理、计量管理、位置管理、效能分析等模块组成,可以实现医疗装备的新增、修改、报废、查询、保修、计量质控、效能分析、位置监控等功能。可实现医学装备动态信息管理与维修管理、计量质控和效能分析管理、医疗装备地图管理。结论 该系统可实现医疗装备及时调配调用,提高了医疗装备的使用效率。

改进型北斗定位的海上安全与通信系统设计与研究

由于航海船只变方向的周期较长,导致船只碰撞率增加且安全隐患增多,针对该问题该文设计了一个改进型北斗定位技术的海上安全与通信系统。利用北斗定位技术(beidou navigation satellite system,BDS)将海上船只定位,确定船只安全位置,保证航线的准确度和距离的安全度。该研究进一步使用移动互联技术(Mobile Internet)对北斗定位系统进行改进,通过计算距离误差补偿量,对多船舶通信节点距离误差实施补偿。以补偿结果为基础,使用基于单移动信标的多船舶通信目标定位方法实现多船舶通信目标的实时定位,达到实时上报船只位置数据的目的。通过试验,该系统技术核算的数据误差率在可接受范围内,该研究为其他技术研究奠定基础。

场景驱动北斗卫星导航技术产业化赋能新质生产力的逻辑与路径

北斗卫星导航系统作为我国近年来的重大科技成果,是事关国计民生的大国重器。如何加快北斗导航技术产业化从而赋能千行百业新质生产力发展,成为高质量发展和实现中国式现代化的重要议题。场景驱动创新作为数字经济时代涌现的创新范式,是我国完善国家创新体系、加快战略性新兴产业和未来产业发展的重要思维范式。以场景驱动创新为理论基础,探讨场景驱动北斗卫星导航技术创新与产业化的理论逻辑,进一步分析北斗导航技术场景化应用赋能新质生产力的实践路径。最后,为相关领域的从业者和决策者提供加快北斗导航技术向现实生产力转化的对策建议。

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。

基于北斗授时数字技术的配电网行波故障隐患识别研究

为了提升行波故障识别效果,降低误报率与虚警率,提出一种基于北斗授时数字技术的配电网行波故障隐患识别方法。采集行波故障信号,采用北斗授时数字技术将采集到的信号按照时间顺序进行记录和分析。通过带通滤波器消除其他频率干扰,突出故障信号的特征。针对行波故障信号数字滤波结果,使用递归神经网络构建故障隐患识别模型,运用该模型实现行波故障隐患识别。实验结果表明,所提方法的误报率与虚警率较低,且能够在噪声状态下获取信号时频特征,实现对多通道信号的准确识别,有利于提高配电系统的可靠性和稳定性。

基于北斗+5G技术的煤矿运输车辆定位控制

现有主流运输车辆定位方案一般是借助自身传感器采集环境信息,再与地图匹配,从而估计车辆位置。然而,传统车辆定位方法往往应用于单一场景,在真实的煤矿生产交通环境中,地域限制、自车运动状态变化、光线变化、车辆拥堵等复杂场景下,传感器感知信息会受到干扰,导致定位轨迹信号误差增大甚至失败。为了摆脱传统的传感器检测模式的弊端,提出基于北斗卫星+5G技术的煤矿运输车辆自动定位控制器设计方法。设计一种基于北斗卫星技术与5G蜂窝网络融合的车辆定位技术,对煤矿运输车辆展开定位;针对信号源头的随机干扰问题,设计用于车辆定位信号校准的模糊PID控制器,并通过模糊PID控制器完成车辆定位轨迹信号校准。实验结果表明,北斗+5G的模式在煤矿运输车辆自动定位控制中,定位控制精度更好、稳定性更好、实际应用效果比传统的传感器模式更佳。

基于北斗卫星导航技术的配电自动化 通信终端设计

为了提高配电自动化通信终端的通信可靠性和抗干扰性,设计了基于北斗卫星导航技术的配电自动化通信终端。具体设计配电自动化通信终端总体架构、通信终端载体和通信终端运行主程序,在北斗控制单元中编写信息传入速率控制程序,调控终端功率大小,实现信号传入速率控制,采用射频信号处理程序对射频信号进行滤波和放大。测试结果表明:设计的配电自动化通信终端通信收发损失程度均在5以下,信噪比均大于10,说明该终端的通信可靠性较高、通信抗干扰性较强。

北斗抗干扰天线自适应技术研究

随着北斗卫星导航系统的广泛应用,其抗干扰能力成为关注的焦点。针对北斗抗干扰天线自适应技术进行系统研究,设计一套完整的北斗抗干扰系统总体框架。详细介绍该系统各个单元设计,包括天线阵单元、射频前端单元以及自适应信号处理单元。通过仿真实验验证系统的有效性。实验结果表明,提出的北斗抗干扰天线自适应技术能够在实际应用中显著提高北斗接收机的抗干扰性能,从而提高导航精度和可靠性。

基于“北斗-5G-量子”安全通信的海岛配网自动化建设及应用

针对现有安全通信模式难以满足面向新型电力系统的新一代配网自动化实时性、可靠性、安全性及低时延要求,提出一种基于“北斗-5G-量子”安全通信的配网自动化建设及应用模式,采用北斗短报文、5G硬切片与量子加密多种安全通信技术以提升通信安全防护和配网整体管控能力,突破传统通信瓶颈,适应复杂的配网工程实际应用需求,有效解决配网光缆敷设难度较大、投资成本较高及偏远、无信号、孤岛地区的通信问题,并可作为海岛配网建设中对光纤、公网等传统通信方式的有力补充。

基于北斗网格的仿生鱼自动巡航系统开发及实验研究

针对水域环境自主巡航系统所面临的自主巡航、路径规划、环境感知等诸多挑战,为提升水域巡航的自适应性,本文旨在开发一种基于北斗网格的仿生鱼自动巡航系统,并进行相关实验研究。基于北斗网格码技术和仿生鱼技术的基本原理,设计了仿生鱼自动巡航系统。通过静态测试和动态测试验证了系统的导航精度和巡航效果。静态测试实验结果表明,北斗网格自动巡航系统在水下环境中的定位误差小,具有较高的稳定性。动态测试实验结果显示,仿生鱼能够按照预定路径巡航,轨迹偏差在可接受范围内,证明了系统的有效性和可靠性。