The Parallel Computing of GPS Ray-shooting Model

The Global Positioning System (GPS) ray-shooting model is a self-sufficient observation operator in GPS/ MET (Meteorology) data variational assimilation linking up the GPS observation data and the atmospheric state variables. But its huge computations make it impracticable in real data assimilation so far. In order to overcome this default, a parallel version of the GPS ray-shooting model has been developed, and has been running successfully on the PC cluster manufactured under the support of the China National Key Development Planning Project for Basic Research: The Large Scale Scientific Computation Research. High speed-up and Efficiency as well as good scalability are obtained. This is an important step for this GPS observation operator to become practicable. Key words GPS ray-shooting - Parallel computing - Efficiency - Scalability This research was supported by the National Natural Science Foundation of China(Grant No. 49825109), the National Key Development Planning Project for Basic Research (Grant No. 1999032801) and the CAS Key Innovation Direction Project (Grant No.KZCX2208).

南极和格陵兰岛GPS连续台站背景噪声时空特性

基于GPS观测数据获取的陆地垂向运动对研究现今两极区域的冰川质量变化具有重要的科学意义.受地表环境负荷对GPS时间序列中背景噪声空间异质性的影响,在利用GPS时间序列获取垂向速度场时,估计结果存在较大不确定度.本文针对南极和格陵兰岛区域的GPS连续观测时间序列中背景噪声的空间特性对速度场及其不确定度的影响问题,利用地表环境负荷模型(包括大气、非潮汐海洋和水文负荷)和重力卫星GRACE/GRACE-FO观测数据反演的地表弹性形变对GPS时间序列进行了改正.通过对改正前后的数据进行背景噪声特性分析,揭示出修正环境负荷形变能够有效降低极区GPS时间序列背景噪声幅度,但是大气和非潮汐海洋负荷改正造成了大多数台站背景噪声谱指数的减小,南极和格陵兰岛分别约为其GPS台站总数的46.1%和84.6%,直接导致了对GPS速度不确定度估计的改善效果不明显.对背景噪声空间异质性的研究结果表明,极区台站的背景噪声参数主要表现为随纬度变化的空间特性.

一种车辆GPS轨迹数据的改进地图匹配算法

文中提出一种车辆GPS轨迹数据的改进地图匹配算法.以车辆GPS轨迹数据进行隐马尔可夫模型动态地图匹配后的缓冲区内候选路径为初始群体,以遗传算法中的改进的适应度函数为基准进行半交叉迭代,选择车辆轨迹更优的匹配路径;设计了改进地图匹配方法的算法流程;利用微软亚洲团队的GeoLift轨迹数据集验证了改进方法的有效性.

GPS的现代化进展及启示

目前的全球定位系统(GPS)相关信息内容多,良莠不齐,导致出现一些二手信息误导读者的问题。该文以GPS官方机构近些年公开发布的相关技术文件为依据,梳理了GPS的现代化发展历程,阐述了导航卫星上新增加的民用信号及军用信号、新一代运行控制系统、新型GPS BlockⅢ/IIIF卫星的特点,介绍了GPS Block IIIF上使用的点波束技术,并提出了几点启示。GPS是世界上第一个建成的全球卫星导航系统(GNSS),全球覆盖程度、软件应用、全球用户数量等指标都处于领先地位,它的很多技术发展方向代表当前的主流趋势。GPS建设过程中的经验教训值得我们借鉴,GPS的发展方向值得我们学习和参考。本文内容可供卫星导航行业相关人员参考。

GPS时间序列共模误差提取方法及对比分析

区域GPS网中,各个测站坐标时间序列会存在共模误差(CME),该误差会对GPS测站坐标精度产生一定影响,因此去除共模误差对提高站点观测精度具有重要意义。本文在叠加滤波方法的基础上,以各个GPS站点相关性大小为权重进行加权,利用相关加权滤波方法对辽宁及周边省份GPS观测数据进行处理分析,提取共模误差向量,并与叠加滤波的结果进行对比和分析。结果表明,两者均能在一定程度上提取共模误差向量,相关加权叠加滤波法比叠加滤波法具有更好的适用性,均方根提升更为明显,能够更好地提取共模误差。

中国内地GPS坐标时间序列噪声模型特征及其对站点速率影响

为了进一步评估全球定位系统(GPS)时间序列噪声模型水平和垂直速率的大小,及其对误差的影响,选取中国内地227个GPS连续基准站2010—2020年南北、东西和垂直3个方向的坐标时间序列,采用6种噪声模型或噪声组合模型对其进行噪声分析。结果表明,中国内地GPS坐标时间序列噪声模型存在多样性,且部分站点在不同方向的噪声模型也存在差异,主要以一阶高斯马尔可夫+随机漫步噪声(GGMWN)和闪烁噪声+白噪声(FNWN)为主;在100°E附近的GPS站点噪声特性差异最为显著;噪声模型与速率之间的关系分析表明噪声模型对水平向速率的大小和误差影响较小,在现实计算中可不考虑噪声对水平速度的影响,但对垂向速率的大小和误差影响显著;考虑噪声模型可有效提高垂向速率的精度,同时也可能会改变部分站点的垂向运动方向,所以在现实计算中须考虑噪声对垂向速率的影响。

基于GPS轨迹数据的电动出租车充电站选址规划

针对电动汽车保有量持续增长、充电设施匮乏难以满足用户需求的问题,提出一种基于GPS轨迹数据的电动出租车充电站选址规划方案。首先利用出租车GPS数据分析用户潜在充电需求并提取需求分布;其次提出一种基于网格密度分区的DBSCAN聚类方法,与传统算法相比DB指数由0.34降为0.30,对需求进行聚类和划分需求密集区,设置预选站址;最后,构建集合覆盖模型实现站址优化。利用此方案对北京大兴区出租车轨迹数据进行仿真,得出了合理的选址结果,即该方案可为电动出租车充电站规划提供参考。

基于Spark Streaming的海量GPS数据实时地图匹配算法

浮动车GPS数据作为交通信息处理的基础,随着被监控车辆数量的高速增长,产生了海量GPS数据,对地图匹配提出了挑战。为了解决传统匹配方法难以满足匹配效率和精度的不足,提出一种针对海量GPS数据的实时并行地图匹配算法,能够同时保证较高匹配精度和运算效率。为构建一种面向实时数据流的高效、准确实时地图匹配算法,首先通过引入速度、方向综合权重因子对依赖历史轨迹的离线地图匹配算法进行重构,进而引入Spark Streaming分布式计算框架,实现地图匹配算法的实时、并行运算,大幅提升实时地图匹配效率。实验结果表明,该算法在复杂路段的匹配准确率较常规拓扑匹配算法提高10%以上,整体匹配准确率达到95%以上;在匹配效率方面,较同等数量的单机服务器效率可提高4倍左右。实验结果表明,该算法在由11台机器组成的计算集群上实现8000万个GPS数据点的实时地图匹配,证明了该算法可以完成城市地区的实时车辆匹配。

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GPS定位技术设计的老年智能服装

随着人口老龄化的加快,老年人口走失数不断增多。为解决老年人走失问题,智能定位服装的开发具有必要性。文章主要阐述了老年智能定位服装的研究现状,从生理、心理等角度分析了老年智能服装的设计需求,基于此,设计了一款基于全球定位系统(GPS)定位技术的智能定位服装,并对成衣进行测验。测验发现,所设计的智能定位服装能有效减少老年人走失情况。

基于GPS创建促进肿瘤营养治疗的提升和发展

全国肿瘤患者营养指导中心建设项目(GPS)目的是领航营养治疗,提高患者获益。营养治疗已成为肿瘤患者的一线治疗,可明显降低患者的主要并发症发生率、感染并发症发生率、住院时间、总死亡率、住院费用等。当下营养治疗还存在如学科建设不规范、诊疗体系不完善、营养认知不清晰等。丽水市中心医院肿瘤内科基于GPS创建理念,始终坚持以病人为中心,通过成立营养诊疗规范小组、完善营养诊疗制度、组建肿瘤营养学会、开展肿瘤MDT讨论、加强营养管理信息化建设、加大营养治疗宣传力度、以科研促临床等,不断完善肿瘤营养治疗方式,持续提升肿瘤营养治疗效果。

基于GPS测绘技术的建筑物外立面轮廓测量方法

为了解决定位不精准、测量过程中出现抖动以及投影镜头无法投影到中心点的问题,提出一种基于GPS测绘技术的建筑物外立面轮廓测量方法。利用GPS接收机、数据处理软件和气象设备构建卫星测量系统,并根据距离交会法完成导航定位,采用相位法计算获取出空间坐标,通过相位参数及其参考面构建光栅投影模型,计算获得相位高度,基于神经网络明确高度与相位映射间关系,依据样本输入、训练完成最终测量结果的输出。仿真实验结果表明,所提方法可以针对不同建筑类型,有效提取出建筑外立面轮廓形状、结构以及纹理,并且测量结果精确度较高,说明该方法具有实际有效性。

基于北斗/GPS双模的船舶通信航标遥测遥控系统

为解决船舶在复杂海况下信号不稳定问题,提升信息传输的安全性和抗干扰能力,获取准确、可靠的船舶位置信息,设计基于北斗/GPS双模的船舶通信航标遥测遥控系统。船舶通信航标终端利用北斗/GPS双模定位模块,解决船舶在复杂海况下信号不稳定问题,提升信息传输的安全性和抗干扰能力,获取准确、可靠的航标位置信息;利用温湿度传感器,采集航标附近环境信息,并通过北斗通信卡传输信息到终端管理中心;终端管理中心根据接收的信息,实时更新显示航标相关信息,并向船舶通信航标终端发送控制指令,确保船舶的航行安全和效率。实验证明,该系统可有效采集航标附近的环境信息,精准定位船舶位置;该系统可实现船舶通信航标的遥测遥控,确保船舶安全航行。

基于GPS数据的实验室制氢废液污染实时监测

为了提高制氢废液污染监测效果,文中提出基于GPS数据的实验室制氢废液污染实时监测方法。利用GPS系统采集污染数据,通过串口读取GPS数据,定位污染位置。以降低监测能耗为目的,采用在线监测机制和短信通知监测相互转换形式实现实验室制氢废液污染实时监测。结合GPS、GPRS、GIS三种技术对监测所得数据进行管理与分析,为实验室制氢废液污染治理提供技术支持。通过实际应用结果表明,文中设计方法监测能耗较低,安全性强,监测数据传输效率较高,证明所提方法具有较好的应用性能,可用于实验室制氢废液污染的实时监测。

基于轨迹相似性的GPS数据快速地图匹配方法研究

提出1种基于网格划分的轨迹相似性匹配技术,能快速高效地应用于海量车辆GPS数据与路网的匹配。首先以实际交叉口为节点构建泰森多边形,将路网划分为子区域;其次,在子区域,按照拓扑关系计算出路网节点之间的所有有效路径轨迹,以欧式距离作为相似度指标,对有效路径轨迹和车辆GPS轨迹进行相似度测算。该方法大大简化最短路径的重复搜索和计算,同时按照拓扑规则增加了轨迹匹配的方向性约束。本文已应用在某市连续3个月的出租车GPS匹配当中,为城市交通改善提供支撑。

基于单片机的GPS定位系统的设计

随着城乡基础设施的迅猛发展,道路状况变得复杂,有效掌握交通流量和保障车辆出行安全变得尤其重要。从车辆出行的准确定位需求出发,设计一款车载GPS定位系统,其以STM32F103为控制核心,利用SIM868模块进行GPS定位并转换为可靠的定位信息,通过GPRS通信将信号传输至One NET服务器,再通过APP方式将所有的经纬度信息及其他相关的功能信息传至用户的智能手机,使用户能更精准地查询和定位车辆,获取出行车辆的位置信息,有效保障用户的出行安全。

GPS联合淋巴细胞与单核细胞比值在肺癌患者预后评估中的应用价值

目的:本研究旨在探究在肺癌患者预后评估中,淋巴细胞与单核细胞比值(LMR)和格拉斯哥预后(GPS)评分联合应用的价值。方法:选取涟水县人民医院2019年1月至2023年7月接受治疗的109例肺癌患者,在医院接受肺癌相关治疗出院后,持续随访3个月,按照预后情况分为死亡组和存活组,分别为27人和82人。记录患者GPS、LMR、年龄、性别、组织学、TNM分期、吸烟史、肿瘤直径以及采用术式情况进行单因素和Logistic多因素回归分析,根据最终结果的评分对比两组LMR与GPS联合应用在评估肺癌患者不良预后的性能。结果:单因素分析结果中指出TNM分期、GPS评分和LMR与肺癌晚期患者的死亡、存活情况具有一定的关联(P<0.05)。经多因素分析进一步证实TNM分期、LMR和GPS评分是影响肺癌患者预后的因素(P<0.05),OR值为2.245、2.747、4.325。结论:本研究证实LMR与GPS评分联合应用在评估肺癌患者预后方面具有良好的应用价值。在临床实践中均有较好的准确性和实用性,能为肺癌患者提供更全面、精准的预后评估与治疗支持。

GPS在大坝变形监测中的可行性研究

大坝是人类工程建设中的重要组成部分,其结构完整性和稳定性对于水资源管理和灾害防范至关重要。因此,大坝的变形监测是必不可少的工作。传统的大坝变形监测方法存在一些局限性,如地面测量方式的限制和监测精度的不足。而全球定位系统(GPS)技术的出现为大坝变形监测提供了一种新的解决方案。随着社会的发展和科技的进步,大坝的安全问题日益受到关注。大坝的变形监测是确保大坝安全稳定的重要手段之一。本文以GPS技术为研究对象,探讨了其在大坝变形监测中的可行性。通过对GPS原理、精度、稳定性等关键因素的分析研究,得出了GPS可作为大坝变形监测的有效手段的结论。同时,还介绍了GPS在大坝变形监测中的应用案例,并对其优缺点进行了分析。最后,本文提出了进一步发展和完善GPS在大坝变形监测中的应用的建议。

基于VB-EKF的GPS/INS松组合导航定位算法

针对应用在无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)中的全球定位系统/惯性导航系统(GPS/INS)松组合导航非线性系统受到外界噪声干扰导致量测噪声在滤波时不断变化,从而造成滤波精度下降等问题,提出一种变分贝叶斯扩展卡尔曼滤波(VB-EKF)算法。该算法利用EKF(Extended Kalman Filter)将非线性系统中的状态函数和量测函数展开为线性方程,并将两个不同的导航系统数据进行融合,避免了单系统导航定位发散的问题。考虑到组合系统中量测噪声的时变特性,引入变分贝叶斯算法进行改进,有效解决了系统滤波精度下降问题。仿真结果表明,VB-EKF较EKF算法可有效提高滤波稳定性,进而提高系统导航定位精度。

工程测量中GPS技术的应用探究

现代工程测量事业的快速发展,对GPS技术的高效应用提出了更高要求,需要根据工程测量目标要求,创新技术应用体系,以保障最终最优化的测量成效。因此,本文就GPS技术在工程测量中的应用现状,以及GPS定位系统的组成与应用价值进行分析。从GPS网设计与点位选择等多个角度与方面,探讨了GPS技术在工程测量中的应用方法,最后简要论述了GPS工程测量网数据质量评估要素与方法,阐述了个人对此的几点浅见。