基于组合圆锥构型的水下声学定位系统布站优化

在水下目标定位中,布站构型的共面约束会导致目标单点定位的几何精度因子(GDOP)理论最小值不能达到。为改善水下布站的观测矩阵,将单圆锥扩展为组合圆锥构型布站模式。然而,传统的优化算法易陷入局部最优且存在收敛效率低等问题。针对以上问题,提出了一种改进的自适应粒子群算法。首先提出了一种有共面约束的水下声学定位系统组合圆锥构型,并证明了所提出的组合圆锥构型具有可叠加性、可旋转性以及GDOP旋转不变性;其次,针对布站优化指标单一的问题,构建了一种基于水下目标全局GDOP的布站优化准则;在此基础上提出了一种基于自适应粒子群的优化算法,并应用于组合圆锥构型下的水下声学定位系统布站优化。所提出的自适应粒子群算法能增强布站的全局最优性,提高算法收敛效率和水下目标的定位精度。

基于定位观测站图像实现草原植被覆盖度自动化提取的方法比较

植被覆盖度是草原生态监测和研究中极其重要的指标。本研究采用无人值守定位观测站获取样方图像数据集,比较选取多种提取算法,旨在解决定位连续观测中不同样方的大量图像数据集如何自动化提取植被覆盖度指标的难题。本文使用绿度指数法、随机森林(RF)、支持向量机(SVM)和反向传播(BP)神经网络不同图像分割方法提取不同草地类型的覆盖度,并讨论绿度指数之类的阈值分割方法与机器学习方法的优劣、3种机器学习算法产生不同分类效果的原因以及覆盖度数值产生误差的主要原因。结果表明,机器学习算法可灵活解决定位观测站样方图像集的快速自动化提取植被覆盖度问题。绿度指数阈值分割方法应用于植被覆盖度的分割效果较差;RF算法在高寒草原的分割精度较高,SVM在温性草原和温性荒漠草原中分割效果较高,BP神经网络在高寒草甸的覆盖度提取中更有优势。本研究可为新时代草原生态监测的信息化和智能化监测设备研发提供重要的参考依据。

城市生态系统长期定位观测数据与服务评估的关系

城市生态系统为城市和市民提供的服务功能是城市生态系统国家定位观测研究站(以下简称城市站)观测和研究的重点内容。为强化城市站观测数据的统一性、系统性和可对比性,以及合理利用观测数据评估生态系统服务,文章首先通过梳理国内外城市站的管理和观测研究实践,针对目前城市站数据观测和管理上存在的问题提出对策建议;其次在梳理城市生态系统服务与观测指标关系的基础上,构建基于观测数据的生态系统服务评估框架,以提升观测数据的利用价值,提高城市站的社会服务能力和影响力;最后从提升城市站观测数据质量、丰富观测研究成果类型,以及服务评估框架的可行性提出思考。

橡胶减震支座应用于两层两跨地铁车站结构中最优刚度和最优位置研究

本文以某两层两跨地铁车站结构为研究对象,采用地下结构Pushover分析方法分别对橡胶支座不同刚度和不同布设位置条件下地铁车站结构的地震破坏反应特点进行对比分析,进一步揭示了地铁车站结构布设橡胶隔震支座的最优刚度和最优布设位置。研究结果表明:(1)柱子一端布设橡胶支座后,对于柱子顶、底端剪力均有明显的减震效果,而对于弯矩仅在布设支座端表现出良好的减震效果;(2)对于地铁车站结构,柱子端部布设橡胶支座时其刚度比的优选范围为0.1左右;(3)仅在两层两跨车站结构某一层布设支座,当支座位于中板侧时,未布设支座层的中柱会出现损伤增大的现象;(4)在结构每层中柱均布设一个支座时,结构上柱顶部和下柱底部同时布设支座时柱子的损伤略低于其他位置工况;(5)两层两跨车站结构布设三个支座时,总体来讲此时所有中柱均取得良好的减震效果,尤其对于中柱顶、底端完全布设的柱子,其减震效果更为明显。

基于概率误差的三维室内定位系统最优布站方法

随着智能化、自动化技术的不断发展,室内定位技术的应用场景日益广泛,如何提高室内定位系统的精度和可靠性一直是研究热点。对基站布局进行优化,提升系统整体的定位精度是现有的室内定位系统优化方法之一。对于该方法,现有的研究普遍选择采用其他相似领域的已有方法,主要的两种方法中用于评价卫星共轭的精度稀释因子忽略了基站与标签的距离;作为导弹、惯导系统中落点精度评价因子的概率误差方法没有考虑基站几何结构的影响。对此,提出了一种基于精度稀释因子和概率误差方法的精度评价模型,用于推导三维室内定位系统的最优基站布局,该模型同时考虑了距离和几何结构对室内定位精度的影响,可以很好地应用于室内定位的领域。所提方法在程序模拟和实际定位实验中均取得了优异的效果。在程序模拟中,最优基站布局系统的定位误差均值相比传统四顶角定位系统降低了约14.38%,在实际定位实验中,最优布局的定位精度和效果都得到了显著提升。实验结果验证了精度评价模型的准确性与实用性。所提出的最优基站布局方法在三维室内定位领域具有很高的应用价值和普适性,能够有效提高室内定位系统的精度和效果。

基于改进鲸鱼优化的地面短基线单站无源定位方法

针对粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法在解决常规地面单站无源定位系统性能受天线布阵形式约束影响时因局部收敛而导致定位精度低的问题,提出了一种基于改进鲸鱼优化算法(Improved Whale Optimization Algorithm,IWOA)的地面短基线单站无源定位法。利用阵元接收到的相位差信息构建代价函数,通过引入测向信息有效缩小算法的搜索范围,对算法的概率因子和收敛因子进行修正,提升算法计算速率,同时对算法的随机搜索方程进行改进并引入重启机制和局部精细搜索方式,在提升算法搜索能力的同时避免算法陷入局部最优。定位仿真结果表明,该算法在性能稳定性上优于PSO,相比于常规地面单站无源定位方法在定位精度上有了明显提升。

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。

浅谈周边控制因素对地铁车站站位方案设计的影响

对某城市某地铁车站原站位方案的优化设计进行了详细的分析和总结,车站周边控制因素繁多,考虑周边控制因素对地铁车站的影响,从车站使用功能的便捷性、施工难度、施工工期及经济合理性等角度对车站原站位方案进行优化设计与方案比选,从而找出最优方案。实现功能最优、施工便捷、造价最优的目标,同时对类似地铁车站站位方案设计提供一个参考。

基于ZigBee网络环境的井下人员定位算法改进

针对煤矿井下环境的特殊性,改进优化了一种适合用于井下人员的定位算法,并通过仿真软件测试了算法的准确度。定位过程以获取固定在当前目标基站所在环境参数来判断适合使用何种定位算法,在不同情况下使用最优的定位算法提高定位精度,并通过ZigBee无线网络自组网功能将所得数据上传,在后台使用Matlab仿真软件得出定位误差。仿真结果显示,在获取任意固定目标基站位置信息时都能比较精确的计算出移动节点的位置坐标,并且仿真的平均误差控制在0.41~0.85 m,相比于传统及现有的井下人员定位算法,精度有较大的提高。

国网山东电力北斗地基增强系统建设方案及应用

北斗卫星导航系统是我国自主建设、独立运行的卫星导航系统。该系统能够提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。为满足电网业务对高精度授时、定位、导航等应用的需求,分析了地基增强系统建设的技术条件和要求。并结合山东省电网自身资源条件,从基准站选址、观测墩建设、系统供电、系统防雷、通信接入和安全防护等方面进行研究,给出了电力北斗精准服务网地基增强系统解决方案。该方案也可为其他类似项目建设提供借鉴和参考。

测角无源定位与跟踪的观测器自适应运动分析

本文采用定位的位置误差GDOP(GeometricalDilutionofPrecision)作为优化对象 ,具体分析二维无源定位的可估计性优化问题 ,通过边估计边优化观测器运动的方法 ,以期在定位的各个时刻能得到最优的定位精度 .本文还证明了在GDOP标准下 ,跟踪问题中的观测器运动寻优方法与其对应的定位问题相同 .

多参考站网络的虚拟观测值生成算法

讨论了GPS观测值误差改正方法,提出了一种基于多参考站的GPS观测值向流动站用户发布虚拟观测值的算法.该算法通过参考站的已知精确坐标和已经解算的模糊度计算参考站间双差空间相关误差,然后内插局域网内任意一点空间相关误差作为改正数.当只使用3个参考站时使用线性内插法,多于3个参考站时使用曲面拟合或最小二乘平差方法等内插方法.用内插获得的改正数改正离流动站最近的参考站(主参考站)的观测值,形成虚拟观测值,然后发送给流动站用户,流动站用户仍然应用已有的单参考站GPS定位算法进行定位.通过对江苏局域参考站网络收集的实测数据计算分析证明了本文算法的有效性,达到厘米级定位精度.

基于优化理论和GIS空间分析技术的公交站点规划方法

针对交通规划的特点和目标 ,介绍一种基于最优化原理和 GIS空间分析方法的交通站点规划方法 .该方法依据乘客总出行时间最短确定单个线路上的站点个数 ,结合 GIS缓冲区分析和叠合分析 ,在路线上做站点设置的适宜性分析 ,确定站点的位置 。

多浮标定位系统最优布站分析

针对多基地、多浮标定位系统，不同的布站方式、布站数量对系统定位误差均有一定影响。从定位误差方程推导出定位误差最优目标函数，探讨了在有限的条件下如何提高系统定位精度，给出了精度与布站数、布站距离、布站位置之间的关系。通过分析基本布站方式，以及布站方式与精度之间的关系，根据得到的分析方法，对三种布站方式进行了精度分析，得到了与实际情况相符的结果。通过Matlab仿真，给出了3～8个浮标与定位精度的效果图示，分析了布站数与定位范围、布站半径与布站面积之间的关系，并得到最佳布站方式及布站半径，在实际应用中具有较好的参考价值和指导意义。

基于间接平差的自由设站点与监测点联合平差研究

自由设站法是在待测控制点上后视已知控制点进行距离和角度测量,从而精确计算其坐标的方法.利用自由设站法控制测量的方法建立临时控制点,对建筑物(构筑物)进行变形监测,基于间接平差法原理,主要对自由设站待定控制点坐标和变形监测点坐标联合平差计算进行研究,建立了监测点坐标平差计算模型,对其精度进行了分析,并进行监测试验,结果表明,监测精度符合要求.为在已知控制点与监测点不通视条件下的变形监测工作提供了合理的监测、计算平差方法.

基于改进禁忌搜索的基站布局优化算法

由于室内定位场景的非视距特点,基站布局对于蜂窝网的定位精度具有重要影响,而目前基站布局仅关注容量、覆盖、信号质量,尚未考虑对室内定位精度的影响。提出了一种改进禁忌搜索的基站布局优化算法ITSA,改进了代价函数、邻域产生规则和解禁规则。对所提出的算法在相同的室内场景中仿真实验,结果说明,相比RFID读写器部署优化算法,该算法能够更好地降低定位区域的整体误差。

全国重点地震台站观测环境优化改造关键技术与展望

稳定可靠的地震台站观测环境是台站产出高质量观测数据的基本要求。对台站观测环境的改造,是中国地震局近年来项目重点支持的方向。全国重点地震台站优化改造项目致力于地震台站的观测环境、基础设施和工作条件等保障系统的优化改造,使其适应和满足现代地震观测技术发展的需要。本文系统地总结了重点台站优化改造项目自2001年开展实施的相关情况,并对关键技术进行分析,主要体现在测震仪器的防震加固设计、地磁观测室无磁性工艺、形变山洞防潮保温、地电阻率观测架空线路防雷改造、台站标准化改造等方面。通过这些新技术和工艺,保障了台站观测环境,提升了观测数据质量,为地震监测、地震预测预报和地震科学研究提供了高质量的基础数据支撑。此外,探讨了新形势下台站优化改造的新内容与新技术,为今后台站改造的发展方向提供一定参考。

概率积分法参数反演的文化-随机粒子群优化算法

为解决传统方法在概率积分法参数反演中存在的反演过程发散问题.将粒子群优化(PSO)算法纳入到文化算法(CA)框架中,提出了概率积分法参数反演的文化-随机粒子群优化(CA-rPSO)算法.以随机粒子群优化(rPSO)算法作为信念空间的进化算法,并将PSO作为群体空间的进化算法,形成两者独立并行进化的"双演化双促进"机制,按照误差平方和最小化准则构建适应度函数,反演出概率积分法参数.研究结果表明:对于常规布设形式的地表移动观测站,基于CA-rPSO反演概率积分法参数的收敛成功率为1.该结论具有较高的实用价值,且对矿山其它复杂参数寻优问题有着一定的指导意义.

基于PSO优化的船舶动力定位观测器

观测器设计是船舶动力系统至关重要的一个环节,而观测器的参数选取是否合适对动力定位系统的性能将产生很大的影响。建立了船舶非线性无源观测器,为了快速获得精确的观测器参数,提出利用粒子群算法对观测器参数进行寻优,寻优过程中利用观测器的估计偏差作为粒子群的适应度函数。文章最后对参数优化的观测器进行了仿真验证,仿真结果表明优化后的观测器具有较小的估计偏差且能改善动力定位系统的性能。

考虑区域CORS网络对流层信息的改进PPP方法

为了提高精密单点定位(PPP)的收敛速度,提出了一种利用CORS网络反演的区域对流层信息增强精密单点定位方法.该方法利用非差PPP模型,首先解算区域基准站的高精度ZTD信息,再通过基准站与流动站的位置关系建立空间回归模型,最后流动站用户基于模型得到的ZTD伪观测值实现精密单点定位,增强了解算的强壮性.实验结果表明,基准站估计ZTD精度优于1 cm,利用基准站数据建立的空间回归模型能够较好地模拟区域对流层延迟的空间关系;在该实验条件下,模型值用于约束流动站的PPP解算,使流动站定位结果收敛到优于10 cm精度的时间缩短了30%.改进的新方法能够有效克服传统精密单点定位方法需要较长时间收敛的缺陷,有助于PPP方法的工程实践应用.