基于改进蝴蝶搜索算法的DGPS整周模糊度快速解算

为了快速准确地解算差分全球定位系统(DGPS)整周模糊度,提出了一种改进蝴蝶搜索算法(IBOA)求解整周模糊度。首先在蝴蝶优化算法(BOA)的香味系数中加入一个自适应权重,弥补BOA算法觅食行为中较弱的搜索能力;其次使用动态切换概率权衡BOA算法中全局搜索与局部搜索的比例;最后在全局搜索和局部搜索阶段引入新的迭代位置更新策略,提升了算法全局搜索能力和跳出局部最优能力。与最小二乘模糊度降相关平差算法(LAMBDA)算法进行1000个历元数据的解算对比实验,结果表明所提算法的平均搜索成功率比LAMBDA算法提高了5.07%。

RESEARCH ON THE METHODS OF IMPROVING DGPS POSITIONING PRECISION

A DGPS positioning model is described, and the elements that influence DGPS positioning precision are analyzed in detail. On this basis, the methods of improving DGPS positioning precision are proposed which include increasing updating rate of DGPS correction, building extended DGPS system and improving quality of DGPS correction signal. In the intelligent monitor and control system of the public transport in Beijing, these methods improve the vehicle positioning precision to 2～5m.

基于超声波传感器和DGPS的果树冠径检测

为实现果园果树的仿形精确喷雾,适时获取果树冠径信息,采用超声波传感器,GPS接受机和电子罗盘等在拖拉机上建立了一套果树冠径检测试验系统。并在室外对5个圆柱规则外形树冠进行了检测试验。试验分别采用4种树冠直径检测计算方法,并选择0.31 m/s和0.65 m/s两种不同拖拉机行驶速度进行检测。采用误差分析的方法检验果树冠径检测系统的实际检测效果。误差分析表明拖拉机分别以0.31 m/s和0.65 m/s速度行驶时,应用超声波探测果树树冠两个轮廓边缘计算5个树冠直径的平均相对误差分别为5.54%和5.80%。用电子罗盘和DGPS数据进行加权平均融合修正拖拉机行驶轨迹,由超声波检测到的果树两个轮廓边缘的位置信息计算果树直径,在两种检测速度下的平均相对误差为14.38%。研究结果为果树仿行喷雾控制和果园果树生长信息采集提供了技术方法。

DGPS与UWB混合精确无缝定位技术研究

差分全球定位系统(DGPS)是一种精确的定位系统,但在室内或有障碍物的情况下,其定位精度很低甚至不能进行定位。超宽带(UWB)定位系统在室内有很高的定位精度,但受其测量范围的影响,不适合室外定位。将DGPS和UWB结合定位,利用Kalman滤波器对UWB非视距误差(NLOS)进行消除,采用粒子滤波器对不同传感器进行数据融合,并使用GPRS通信模块进行无线数据传输。实验表明:该方法能够使系统整体定位精度提高19%,既能满足室内外无缝定位,又具有很高的定位精度。

基于DGPS与双闭环控制的拖拉机自动导航系统

以东方红X-804型拖拉机为平台,设计了一种基于RTK-DGPS定位和双闭环转向控制相结合的自动导航系统,研究提高农业机械导航控制精度的方法。阐述了导航系统整体设计方案,以RTK-DGPS和AHRS500GA分别提供位置信息和辅助修正信息实现准确定位,以电控液压转向系统实现转向控制。分析了整体控制的策略,建立了路径跟踪的传递函数模型,阐述了双闭环转向控制算法的建立过程,以及控制器的硬件实现。试验结果表明:GPS定位数据经过校正后,平均偏差降低至0.031 m;双闭环控制算法提高了自动转向系统性能,稳态时方波信号以及正弦波信号的跟踪误差平均值为0.40°;在拖拉机田间作业跟踪过程中,路径跟踪误差平均值不超过0.019 m,转向轮偏角跟踪误差平均值为0.43°,标准差不超过0.041 m。

基于SINS/DGPS的捷联式航空重力矢量测量

国防科学技术大学研制成功了我国首套具有自主知识产权的捷联式航空重力测量系统SGA-WZ01。该重力测量系统由捷联式惯性导航系统（SINS）和差分全球定位系统（DGPS）组成。2012年4~5月,在南海某海域进行了飞行试验以测试这一新型重力仪的精度。描述了该系统的构成和数据处理过程,在数据处理中应用了全球重力场模型对重力测量结果进行校正。试验结果表明,该系统不仅可用于重力标量测量,还可用于矢量测量。重复测线的数据表明了该系统测得的重力异常的重复性可达到1.5m Gal,经过全球重力场模型校正之后北向分量的重复性为7.46m Gal,东向分量的重复性为4.46m Gal。

一种求解DGPS动态整周模糊度问题的交叉禁忌搜索(英文)

利用遗传算法中的交叉因子作为禁忌算法的分散策略,提出了交叉禁忌算法(CTS)。分散策略用于开辟新的搜索空间,将所提出的CTS用于DGPS的整周模糊度解算问题中。首先用零空间约束法确定搜索空间,然后用CTS搜索整周模糊度的最优解。用CTS算法对一个实测算例进行解算,当搜索率为6%的时候,搜索可靠率达到了92%;而用传统的禁忌算法解算时,采用相同的搜索率,搜索可靠率只有45%。实验结果表明CTS的性能要优于传统的禁忌算法。

基于差分隐私的卫星互联网协同定位研究

卫星互联网基于GNSS为用户提供定位、导航和定时服务,但GNSS协同定位过程会泄露包含用户位置信息的数据从而对用户隐私安全造成威胁.针对当前GNSS协同定位隐私保护方面存在的问题,本文提出了一种基于差分隐私的卫星导航系统协同定位方法.该方法首先生成扰动位置,并在满足隐私预算的前提下随机选择扰动位置计算定位协同数据,防止用户位置信息在协作过程中泄露.实验结果表明:所提出的方法可以在保障定位准确率和实时性的前提下有效保护用户位置隐私,可为卫星互联网协同定位信息安全研究提供理论参考.

SINS/DGPS矢量重力测量系统滤波技术研究

以单通道捷联惯性导航系统的速度误差和姿态误差方程为状态方程,以陀螺仪误差和垂线偏差为过程噪声,以DGPS的速度与捷联惯导的速度之差为观测量,建立Kalman滤波模型,经滤波得到高精度实时导航信息。从导航信息中提取水平重力信息,进而得到垂线偏差。对高精度惯性元件构建的惯导系统进行数值仿真,仿真结果表明,组合系统可以有效提高实时导航和姿态精度,经50s平均后,可以得到精度为2″的垂线偏差。

Galileo伪距硬件延迟对双频单点定位的影响分析

差分码偏差(Differential Code Bias,DCB)是高精度定位和电离层建模的主要影响因素之一。为探讨Galileo系统卫星端DCB改正对双频单点定位的影响,本文推导了Galileo 4种不同频点无电离层组合卫星端DCB改正公式。选取4个MGEX(Multi-GNSS Experiment)测站连续7 d的观测数据进行标准单点定位(Standard Point Positioning,SPP)和精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)实验,分析改正与不改正DCB对Galileo定位性能的影响。结果表明:DCB改正对SPP定位精度和PPP收敛时间均有提升,但对PPP收敛后的定位精度几乎没有影响。其中,E1/E5b和E1/E5(a+b)组合提升较小,SPP精度提升为亚厘米至厘米级,PPP收敛速度提升率约为2.0%和5.2%;E1/E6组合提升较大,SPP精度提升为米级,PPP收敛速度提升率约为32.3%。E1/E5a、E1/E5b和E1/E5(a+b)组合SPP定位精度和PPP定位性能基本相当,优于E1/E6组合。

监控式DGPS指挥控制中心的设计研究

提出了建立一个监控式DGPS指挥控制中心的实现方案,阐述了利用DGPS(差分全球定位系统)、WLAN(无线局域网)、TDMA(时分多址)和GIS(地理信息系统)等技术在指控中心和本船上对各种水域作业的船队进行差分定位测量、实时引导、船只航行参数实时监控的方法。

DGPS测深技术在海底管道工程中的应用

简要介绍了差分全球定位系统(DGPS)的基本定位原理、DGPS测深技术中水深测量系统的硬件组成。重点分析了福建LNG站线湄洲湾海底管道工程成功采用DGPS测深技术进行勘测作业,使测量精度和工程效率得到极大地提高。这一工程实践经验说明,DGPS测深技术逐步为海底管道工程所采用,但其是一个不断探索、不断完善的过程,对今后我国沿海地区的海底管道工程的勘测建设具有一定的借鉴作用。

DGPS技术测定弹道轨迹研究

基于DGPS定位原理和弹道测量特点，介绍了载波相位DGPS快速定位算法，对GPS在弹道测量中的关键技术问题的解决作了分析研究，并给出了解决方案。最后给出了动静态误差预算。

不同分析中心产品精密单点定位性能评估

为了进一步帮助用户及时了解各分析中心发布的精密轨道和钟差产品质量,改善精密单点定位(PPP)结果的精度和收敛时间,评估分析国际全球卫星导航系统(GNSS)监测评估系统(IGMAS)和国际GNSS服务组织(IGS)不同分析中心的精密产品:针对北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)提供的新频点B1C和B2a,建立BDS卫星端差分码偏差(DCB)改正模型;然后采用北斗卫星导航系统(BDS)B1I/B3I和B1C/B2a组合以及GPS L1/L2组合,针对不同分析中心精密产品选取15个多模GNSS实验跟踪网(MGEX)测站5 d采集数据进行静态和仿动态PPP性能分析。实验结果表明,新频点B1C/B2a组合相较于传统B1I/B3I组合具有更高的定位精度,在静态PPP中,E和N方向上的定位精度可分别提高4.4%和4.3%;此外,不同分析中心精密产品下的BDS/GNSS PPP定位性能存在差异,具体而言,COD、GFZ和WUM产品下的定位性能较好,IAC产品下的定位精度存在波动情况而不太稳定,IGMAS产品定位精度略差于其他分析中心,可能与其轨道产品采样间隔较大有关,SHAO产品在动态PPP中的定位误差较大。

单频DGPS、INS和计程仪组合而成的集成导航系统

在单独分析全球定位系统(GPS)、惯性测量装置、记程仪导航方法的基础上,为了提高导航的精确性与可靠性,提出了由低价惯性测量装置(IN S)、单频差分全球定位系统(DGPS)和计程仪组合而成的集成导航系统;建立了相应的误差模型和系统观测模型,特别是组合系统下的线性测量模型;借助一种扩展的卡尔曼滤波方法,进行了仿真研究。仿真结果表明:与单独作用的导航系统相比,集成导航系统能较大地提高导航的精度。

北斗三号PPP-B2b差分码偏差对UPPP解算的影响

通过北斗三号精密单点定位服务信号(Precise Point Positioning B2b,PPP-B2b)差分码偏差(Differential Code Biases,DCB)对实时非组合精密单点定位(Uncombined Precise Point Positioning,UPPP)解算参数的影响进行研究。基于PPP-B2b服务的UPPP模型,分析了DCB对UPPP定位、收敛时间、对流层、钟差及斜向电离层解算的影响。在非组合模型下,采用北斗三号PPP-B2b实时精密单点定位(Real-Time Precise Point Positioning B2b,RTPPP-B2b)软件对接收机实测数据进行实验分析。实验结果表明:载波与伪距观测值权比为103∶1时,DCB对定位精度和收敛时间影响均较小,载波与伪距观测值权比为102∶1时,无DCB校正的UPPP定位误差收敛时间会变长;DCB对解算对流层天顶总延迟的影响可以忽略,对接收机钟差影响在亚纳秒级别;在使用UPPP提取斜向电离层过程中,DCB主要影响斜向电离层的计算精度。

基于GPRS和DGPS的车辆管理系统

针对交通运输业的车辆管理需求,提供了一种基于GPRS和DGPS技术的车辆管理方案,管理中心可获取移动站的运动状态和位置信息,实现对移动站的实时管理.经过仿真试验,相对于基于传统通信方式的方案,该方案具有定位精度高、通信覆盖范围广、成本低廉等优点.

基于北斗定位的列车自动对标失败问题研究

朔黄铁路发生了两起安装有LKJ-15C型列车运行监控系统(以下简称LKJ-15C系统)的机车在列车始发车站北斗卫星自动开车对标失败事件。深入研究北斗卫星自动开车对标失败问题,通过分析记录文件和现场勘察推断出问题的原因,并在此基础上提出技术优化方案,优化LKJ-15C系统北斗卫星自动开车对标功能的相关硬件和软件逻辑,以提高北斗卫星自动开车对标成功的概率。

基于改进粒子群优化算法的DGPS整周模糊度快速解算

为了更快速、准确地解算差分全球定位系统(DGPS)整周模糊度,把改进粒子群优化算法用于模糊度固定解搜索环节。在DGPS整周模糊度解算中,在DGPS载波相位观测方程的基础上,利用最小二乘估计模糊度浮点解和协方差矩阵;对模糊度浮点解作降相关处理;利用改进粒子群算法搜索模糊度固定解。实例结果表明:在和LAMBDA算法的1000个历元对比实验中,二者的解算成功率都在98%左右,相差不大,但改进粒子群算法搜索时间是12.472 s,比LAMBDA算法缩短2.008 s,搜索效率明显提高。

基于ICSO的DGPS整周模糊度的求解方法

针对差分全球定位系统(DGPS)模糊度解算过程中效率低,搜索慢的问题,对鸡群优化算法(CSO)进行适应性改进,并将改进后的鸡群优化算法(ICSO)应用到整周模糊度的快速解算中,利用卡尔曼滤波求出双差模糊度的浮点解和协方差矩阵,采用Lenstra-Lenstra-Lovasz(LLL)降相关算法对模糊度的浮点解和方差协方差矩阵进行降相关处理,以降低模糊度各分量之间的相关性,在基线长度固定的情况下,利用ICSO搜索整周模糊度的最优解.采用经典算例进行仿真,仿真结果表明,与已有文献相比在整周模糊度的解算过程中改进的鸡群优化算法能有效提高搜索速度和求解成功率.