基于FPGA的雷达/GPS数据融合存储系统设计

现阶段高速测绘成像雷达回波信号数据量大、传输速率快,完整的实时存储高精度GPS信息的雷达数据是测绘成像的关键,面对此类系统要求满足高精度、数据融合编帧、大容量、高速度、全程准确存储等一系列问题,该文设计一种高速雷达融合数据接口控制存储系统。该系统主控模块以FPGA作为主控芯片,接收10路30 MB/s的LVDS数据和1路GPS串口数据,并进行组合编帧,打包数据通过以太网发送给上位机,最后通过LabView上位机软件将数据存储在硬盘内。最终通过试验验证,可以完整无误地将融合采编数据存储在硬盘内。

不同纬度GPS/BDS-3精密单点定位性能分析

为分析不同纬度区域GPS/BDS-3组合精密单点定位精度及其收敛时间,实验选取了MGEX(Multi-GNSS experiment)7个测站连续14 d的观测数据,对GPS/BDS-3组合进行精密单点定位(PPP)技术定位性能分析,并与GPS、BDS-3单系统进行对比。结果表明,无论是静态定位还是动态定位模式下,由于低纬度地区电离层较为活跃,导致数据质量较差,测站的收敛时间比高纬度测站长。此外,在静态定位模式下,GPS/BDS-3组合在水平方向定位精度优于0.8 cm,高程方向优于1.4 cm;GPS/BDS-3组合对于BDS-3单系统而言在水平方向定位精度提高了26.3%,高程方向提高了42.9%。在动态定位模式下,GPS/BDS-3组合在水平方向定位精度优于1.8 cm,高程方向优于3.8 cm;GPS/BDS-3组合对于BDS-3单系统而言在水平方向定位精度提高了35.59%,高程方向提高了56.10%。

高精度BDS+GPS变形监测技术在特高压线路地质灾害监测中的应用

BDS+GPS变形监测技术对特高压线输电杆塔的高精度监测具有重要意义。本文在构建BDS+GPS高精度定位数学模型的基础上,依据前后历元的一致性,给出稳健的GNSS观测数据预处理策略;兼顾监测算法的高精度及快速响应,利用实时滑动窗口时段解的解算策略对高压线输电杆塔的位移变化进行实时监测;采用B/C架构研发BDS+GPS变形监测软件,具有数据采集、数据解析、数据解算和前端展示功能。精密导轨试验结果表明,该算法的水平RMS小于3 mm,高程RMS小于5 mm,满足厘米级、毫米级变形监测需求。

GPS技术在贵南高速铁路竣工测量中的应用

全球定位系统(Global Position System,GPS)技术凭借精准定位、实时监测、数据记录与分析等优势,在贵南高速铁路建设中发挥着关键作用,成为不可缺少的工具。竣工图是高速铁路建设的重要资料。随着现代经济社会的发展,越来越多的高速铁路项目正在建设中,竣工图作为对高速铁路进行验收、运营、维护和改造的可靠依据,在整个工程中起着至关重要的作用。通过对贵南高速铁路(贵州段)竣工图的测量,重点探讨GPS技术在贵南高速铁路竣工测量中GPS的控制网布设、观测及后期数据处理和平差计算等内容。

安全壳喷淋泵试验卸载时间超差原因分析及GPS校时模块应用优化

压水堆核电机组的计算机系统担负着对各个系统数据采集并送到主控室显示、对现场设备进行监测的重要任务。其中高精度时间显示作为核安全相关设备定期试验的重要参考依据,往往成为试验是否合格的关键。例如在执行应急柴油发电机组低负荷运行性能试验期间,多次出现了安全壳喷淋系统泵试验卸载时间超差的情况,导致该试验结果不合格。本文通过对秦山第二核电厂3、4号机组核电厂计算机系统数据采集监督的问题进行分析与探讨,找出了安全壳喷淋系统泵试验卸载时间不合格的根本原因,并制定了解决方案,最终通过分析与验证,该方案是合理可行的。

基于GPS-PTK技术的变电站故障高精度定位方法

为了提高变电站故障高精度定位能力,提出基于GPS-PTK技术的变电站故障高精度定位方法。构建变电站故障高精度特征分布式融合模型,结合对变电站故障稳态信息采集样结果,提取变电站故障特征分布的谱信息分量,考虑涌流的衰减过程,实现变电站故障的属性类别辨识;通过对变电站故障分布的涌流波形状态分布,采用GPS-PTK技术进行变电站故障特征聚类,根据特征聚类结果,实现对变电站故障高精度定位。仿真结果表明,采用该方法进行变电站故障定位的效率较高,检测定位性能误差率较低,提高了变电站故障的准确识别和诊断能力。

一种检校相机曝光同GPS marktime差的直接方法

在GPS辅助空中三角测量中,GPS精度对所需像控点的密度和后期成果精度有重要影响,特别是对无人机免像控高精度测绘,GPS精度对后期成果精度有决定性地影响。研究表明机载GPS记录相机曝光点的定位精度除了跟GPS自身有关之外,还同相机与差分GPS之间的同步性有关。准确测定相机曝光同差分GPS记录时间点(marktime)之差能有效提高对相机曝光点的定位精度。当前一般采用事后估计法来测定时间差,本文提供一种先验检校方法来直接测定相机曝光同GPS marktime之差,并用实验数据采用立体测图方式验证了本方法的可靠性。

我国GPS跟踪站数据处理与时间序列特征分析

应用国内GPS跟踪站7 a的观测数据,分析研究跟踪站坐标位置变化规律,并给出了站坐标和速度场精度的统计分析结果,同时介绍了国内GPS基准站的数据处理方法。通过对时间序列进行分析研究表明,GPS基准站的时间序列具有一定的周期性,高程分量的周期性最为明显,并且时间序列的时频特性表现出明显的区域性。

基于GPS和GIS的精细农业信息处理系统研究

为了解决精细农业中空间信息的快速获取与分析处理问题 ,研究了一种用 Map Objects实现 GIS与 GPS有机结合的信息处理系统 ,具有空间数据可视化分析处理 ,实时测定和显示动点轨迹 ,并具有计算面积等功能 ,能很好地与专家系统和决策支持系统等结合。为展开精细农业的研究 。

基于高精度晶振的GPS秒时钟误差在线修正方法

当前电力系统已提出了不少基于全球定位系统(GPS)的高精度时钟的测量与控制技术,但是由于时钟信号的误差过大或稳定性差,这些时钟技术很难满足高可靠性同步控制领域的要求。在分析GPS秒时钟误差的基础上,结合高精度晶振无随机误差和GPS秒时钟无累计误差的特点, 通过对秒脉冲间的计数值进行动态平均和秒脉冲的误差估计,提出了利用高精度晶振在线修正 GPS秒时钟误差产生高精度时钟的方法。根据此方法研制了具有较高性价比的高精度时钟发生装置,并成功地应用于行波定位系统中。

利用高频GPS进行地表同震位移监测及震相识别

结合日本3.11大地震,利用近震区和远震区若干测站的高频GPS观测数据,采用动态精密单点定位技术分析了强震时复杂的地表运动时序,获得了地表同震位移.在此基础上提出利用S变换对高频GPS地震波进行震相识别,有效拾取了P波初至,反演了P波传播速度并与地震仪数据、USGS提供的参考值进行了对比和分析,为后续地震应急、地震预警提供了重要的、科学的决策依据.

雷电电磁辐射脉冲的GPS多站同步系统

利用全球卫星定位导航系统GPS(GlobalPositioningSystem)的秒脉冲信号PPS(PulsePerSec ond)与高精度时钟电路同步,实现了雷电电磁辐射脉冲测量时的多站同步,解决了因晶体振荡频率漂移造成高精度时钟计数误差的难点,同步精度达到±50ns。文中介绍了该系统的组成及原理,野外的初步观测得到了多站雷电观测的同步资料,证实了该同步系统的可靠性。

高压输电线路无线电干扰和电磁散射对GPS卫星信号影响测试及分析

为分析高压输电线路对邻近作业全球定位系统(GPS)接收信号的影响,从高压输电线路发出的无线电干扰和线路对GPS卫星信号的散射两方面分析了高压输电线路对GPS接收装置观测信号的影响。高压输电线路导线电晕产生无线电干扰主要集中在10MHz以下,通过比较高压输电线路带电前后的定位误差,分析了高压输电线路对GPS接收信号的影响;高压输电线路作为大型构架对GPS卫星信号产生散射,改变卫星信号的幅值、相位和路径,GPS接收装置可能产生定位误差。通过比较离开高压输电线路不同距离测点的定位误差,分析了高压输电线路对GPS接收信号的影响。在交流特高压试验线段下进行现场试验,获得了试验线段带电和不带电运行2种工况下24个测点定位数据。试验结果表明,随着测点离开试验线段0、30、60、120、180m,坐标精度没有明显降低,与距离远近和线路是否带电运行没有明显规律。高压输电线路对邻近作业的GPS接收信号没有影响。

海上动态GPS大气可降水量信息反演

基于精密单点定位(PPP)技术,对海洋上空大气可降水量(PWV)信息反演方法进行研究。采用随机游走过程估计方法,动态模拟船载GPS接收机天顶对流层湿延迟(ZWD)在时间和空间尺度上的随机变化。利用渤海湾船载动态GPS测量数据和同步气象观测数据,结合海洋动态环境,以渤海湾MM5模式积分水汽为参考值,详细分析不同随机过程噪声约束和卫星截至高度角等因素对PWV提取精度的影响。结果表明,选取槡2～5mm/h的随机过程噪声约束以及7°～10°的卫星截至高度角,海上船载动态PWV反演结果与MM5模式积分水汽基本一致,其偏差的绝对值均小于3 mm,均方根误差优于1.2 mm。

ITRF框动对GPS连续观测的影响研究

利用天津GPS连续观测资料,对"框动"问题进行了探讨,通过比较削弱与不削弱"框动"影响所得到的结果发现:削弱后观测值的白噪声大约是削弱前的1/2～2/3;除白噪声以外,同时,也发现非随机噪声也是"框动"的重要组成部分。

基于GPS和高精度实时时钟的时间同步方法

时间同步在航天测控、卫星遥感、军事靶场、视觉测量、电力运输等领域有重要意义.针对计算机时间系统分辨率低的问题,提出使用全球定位系统(GPS)接收机的整秒脉冲信号和串口时间信息,作为高精度的时间源,具有高频率稳定性的时间模块与该时间源同步;计算机通过RS232串口从时间模块获取时间信息,利用模拟精密时间协议时间同步方法的过程,测量串口通信过程中的延时并补偿,完成计算机高精度时间同步.通过整秒脉冲比对的方法测试时间同步的精度.实验表明,时间同步方法的同步精度优于500μs.

Galileo/GPS精密单点定位收敛时间与定位精度的比较与分析

研究了Galileo PPP参数估计及其误差处理方法,并采用MGEX 1924和1925周的数据进行了试验分析。结果表明,Galileo系统的平均可见卫星数不到GPS的一半。卫星数为4颗左右时,定位收敛通常需要180个历元,而达到6颗时仅需要66个历元。可见卫星数的增加显著提升了Galileo的收敛速度,随着卫星数的进一步增多将会达到与GPS收敛速度相当的水平。Galileo的3 h静态PPP收敛后的定位偏差约是GPS PPP的2.5倍,达到4.75 cm。随观测时间的增加定位精度提升显著,其6、12、24 h的定位精度分别能达到2.38、1.51和1.26 cm;其中12和24 h的定位精度比GPS略低约0.40 cm,但二者水平方向的精度优于1 cm,高程方向的偏差比1 cm稍大。

基于GPS-OEM模块的农田基本信息采集系统的设计与实现

为降低成本并提高获取农田基本信息的效率,设计了一种基于GPS-OEM模块,由GPS-OEM模块、单片机、键盘、LCD显示、U盘读写模块及通讯接口等组成的采集系统。试验结果表明,该系统能够进行农田位置的定位和地块长度及面积的测量;长度测量的最大相对平均误差和相对均方差分别为0.79%和3.29%,面积测量的最大相对平均误差和相对均方差分别为2.03%和11.1%,并且面积越大,测量精度越高。理论分析表明,进一步减少测量的偶然误差,将会使测量精度有更大的提高。

基于RTK GPS技术的超高层结构风振观测

结构使用期间,由于各种原因,会造成其不同程度的损伤和破坏,为了保证结构的安全和尽可能地延长它的使用年限,应对其进行实时地健康监测与安全性评估。随着RTKGPS技术的逐步成熟,这一高效、快速、全自动、全天候和高精度的健康监测方法在特大型土木工程中开始应用。以某超高层建筑为背景,设计了基于GPS的风振观测系统,进行了强风下的现场试验;采用小波理论对实测的风速和风压进行了小波量图与小波相干分析,针对小波相干分析中由于噪声引起的伪相干现象建立了基于蒙特卡罗的统计显著性水平估计方法;最后对结构的风振响应进行了模态分析,与有限元数值分析结果吻合较好。

GPS同步时钟的高精度守时方案

基于全球定位系统(GPS)的高精度同步时钟信号在电网广域测量系统(WAMS)等很多领域具有广泛用途,但在实际应用中存在因卫星失锁等原因导致同步时钟信号失步的问题。文中提出了一种预设时间差补偿值实现高精度守时的方案。研制了基于GPS接收器和复杂可编程逻辑器件(CPLD)的高精度守时GPS授时系统样机,并在实验室与上升沿同步及时间差反馈调整2种守时方案进行了对比验证。实测结果表明,采用文中提出的方案,GPS授时系统样机输出的秒脉冲(PPS)信号在正常情况下的精度可达±300ns,并能保证在卫星失锁24h内的误差不超过20μs,守时精度明显优于另外2种方案。