基于扩展天线的智能手机GNSS RTK定位性能研究

本文对外接低成本螺旋天线的Mi8智能手机观测数据质量进行了研究,从载噪比(CNR)、伪距残差、相位残差等方面进行了分析和评估.结果显示:外接天线的Mi8手机原始全球卫星导航系统(GNSS)观测值的CNR比内置天线手机高约10 dB-Hz,和测量型接收机CNR水平几乎相当;伪距残差在5 m以内;与内置天线手机不同,外接天线手机伪距残差与高度角、CNR的相关性都较强.在此基础上给出了基于高度角和CNR的两种定权模型,并基于扩展天线的Mi8手机开展了静态和动态环境下的实时动态(RTK)精密定位性能测试实验.实验结果表明:在静态环境和动态环境下外接天线的Mi8手机RTK定位精度均可达到厘米级;使用基于CNR定权的随机模型相较于高度角定权的随机模型,在动态场景下具有更高的定位精度,具体表现为在水平和高程方向上分别有约16%和50%的精度提升.

基于群体住宅刚性屋面的RTK无人机低空航测研究

在群体高层住宅项目中,为保证屋面工程的施工质量,需进行二次深化设计,传统方式采用人工进行实测实量,效率低、精度差,而利用RTK无人机建立实景模型,在专业软件中进行实测实量,能提高测量效率。分别从设备选型、低空航测、实景建模、工程应用4个方面进行阐述,在手动模式下使用RTK无人机采集数据,建模后测得误差可控制在1 cm范围内,满足工程设计的要求。为降低低空航测技术门槛,采用井字飞行进行影像数据采集,对比分析航测效益,为同类工程的应用推广提供依据。

基于树莓派的农作物低空观测系统设计

针对传统农作物数据监测局限性较大、架设线路困难和耗费人力物力等问题,设计了一种农作物远程化,智能化的低空观测系统。该系统以树莓派为核心,通过无线网络实现农作物低空和地面联合观测。低空部分由树莓派GPIO(General Purpose Input Output)搭建温湿度、光照强度采集电路,并通过树莓派IP(Internet Protocol)摄像头实现农作物低空长势拍照,将数据及图像存储在树莓派。地面部分采用STC89C51单片机,外接温湿度传感器,将采集的数据通过nRF24L01无线射频系统传输给树莓派。电脑端通过无线Wi-Fi网络远程登陆VNC(Virtual Network Computer)界面,实现低空和地面数据的实时监测与分析。实验结果表明,该系统对农作物温湿度、光照强度和长势等指标进行全方位的监测,实现了数据远程化、智能化的传输与监控。系统采用无人机、卡片式电脑树莓派、无线网络等新技术,解决了传统方法架线耗材等问题。

天津滨海新区沉降灾害预测与检验

利用1983年以来的水准复测资料和2005年实测的RTK地面高程资料，对水准点进行了拟合计算，得到了水准点的沉降速率和2005-2010年5年间的沉降量，以此拟合2010年RTK地面高程，预测了天津滨海新区因地面沉降引起的低海拔面积发展趋势，获得2010年低海拔区域预测面积。为验证预测结果的有效性和可靠性，2010年仍用RTK测量方法对低海拔区域面积进行了实测，表明预测值与实测面积的误差小于1.46%，该误差与RTK测量误差、水准点拟合误差和拟合实测之间的误差总和1.45%相当。说明预测误差主要由测量误差和计算误差引起，选择的预测模型基本正确，预测方法有效，得到的低海拔区域面积预测值可靠。

低空突防中的多传感器信息融合技术研究

当飞机超低空贴地飞行、航路上多障碍物时,机载传感器容易失效。针对这一情况,本文首先论述了低空突防过程中,机载多传感器系统必须采取的有效信息融合措施;然后对容错控制问题进行了讨论,给出一个多传感器故障检测与隔离算法,使用该算法容易剔除失效的传感器,并将多传感器系统进行重构,降低了失效传感器数据对系统的污染程度;接着给出一个简单实用的分散滤波算法,该算法使得各有效传感器的数据被并行处理,且各局部处理器之间无需数据交换,需存储的数据量较少,提高了系统的实时性。

基于低成本接收机的双天线测姿算法

针对低成本接收机双天线测姿系统利用直接法解算精度较低且存在系统粗差的问题,提出一种基于载波和伪距双差实时动态定位(RTK)卡尔曼滤波算法。首先,引入基线长度作为观测量,并将事先测量得到的精确基线长度作为观测量误差;然后,根据从天线接收机的历元时间间隔对主天线位置进行实时矫正,而周整模糊度采用改进LABMDA算法求解。在静态和动态情况下进行了测试,结果表明,在基线长度为1.1m、采用GPS和北斗双系统进行观测的情况下,所提算法解算出的航向角精度在1°左右,俯仰角精度在2°~3°。相比传统的双天线直接法测姿,该算法在系统抗差性能和精度上都较优。

地形特征匹配辅助导航方法研究

对传统的地形轮廓匹配 (TERCOM)辅助导航算法进行了如下改进 :首先在景象匹配的基础上对飞行区域作出预测 ;其次利用实测高程序列和预测高程序列匹配 ,对飞行器进行实时定位和下一时刻的航迹预测 ;最后利用递推和缩小匹配网格搜索范围等手段减少计算量 .该方法提高了地形轮廓匹配的实时性和精度 。

低空突防实时仿真中DED数字地图的地形提取技术研究

DED地形文件格式是MutiGen公司的专有数据格式,尚无关于其数据存储格式的详细说明,为在低空突防实时仿真系统中应用DED地形数据构建地形探测雷达模型、验证突防算法,通过实验分析得出DED地形文件信息存储格式,给出了地形数据提取与坐标转换的算法,有效地克服了低空突防实时仿真中缺乏大范围高精度地形数据的问题,解决了数学仿真和视景仿真地景完全匹配的难点问题。

地形跟随系统的仿真

本文探讨了低空突防地形跟随系统的仿真问题。分为如下几个方面:①低空突防飞行任务的仿真目的与基本要求;②地形跟随系统的主要组成部分及其仿真实现方案;③地形输入的实现方法和地形跟随雷达的仿真;④一个实用的多功能地形跟随系统仿真软件包;⑤一种以系统计算机实现的地形跟随系统实时仿真方案,及其实时控制技术原理;⑥地形跟随数字仿真和半物理实时仿真的仿真结果。

基于VxWorks的低空突防仿真计算机设计

基于嵌入式操作系统 VxWorks 平台设计了低空突防仿真计算机,该计算机是纯数字分布式实时低空突防仿真系统的核心。在低空突防仿真主控机的控制下能够动态加载数字地图,提供地形跟随/地形回避/威胁回避航迹规划结果,模拟机载雷达扫描,实时提供地形匹配结果,该仿真机系统采用真实数字地图,具有多任务综合调度管理,实时外部数据通讯的特点。

低空无人机实时探测的GCB-YOLOv5s算法

为应对无人机“黑飞”“滥飞”带来的安全威胁,迫切需要对无人机进行有效的实时探测与识别。然而由于低空无人机的灵活性、微小型化及多干扰因素等原因,传统的雷达探测等方法表现不佳。为此,基于机器视觉探测,提出了一种低空无人机实时探测的GCB-YOLOv5s算法。该算法针对经典YOLOv5算法运算速度难以满足高清实时处理的问题,使用轻量级GhostNet网络取代了YOLOv5骨干网络中的卷积运算,简化网络结构,大幅提高了计算速度;并且通过引入CA注意力机制,以及使用BiFPN双向加权特征金字塔替换颈部的PANet结构,在网络结构简化的基础上提升检测准确性。通过现地拍摄无人机在建筑、云层、树木、阴暗等不同复杂背景下的飞行姿态,结合公开数据集,对算法进行训练和测试实验。实验结果表明,GCB-YOLOv5s在参数量和浮点数计算量上均减少了近40%,且可达96.7%的精确率、96.4%的召回率和97.5%的平均精度。

基于MyEclipse开发环境的低空目视航图系统构建

现有民航航图中,仪表用飞行航图不含地面参照物,目视飞行用航图也仅包含基本地形轮廓。因此,主要以目视规则运行的通航飞行器迫切需要一款能够包含禁飞区信息、危险障碍物、城镇居民点等各类地表情报信息的低空目视航图系统。本文介绍一种低空目视航图系统的基础架构及其基本功能。该系统采用MyEclipse作为开发环境,开发语言为JAVA;通过SQL Server数据库管理系统管理"基础地理信息数据库、专题地理信息数据库、文件数据库",形成数据中心;数据中心采集各数据库相关信息为客户端提供数据服务,各数据库定期更新和完善各相关数据;利用OpenLayer开发低空目视航图信息系统的WebGIS客户端,并将各基础数据、专题数据、管理数据图层叠加到用户访问界面。

一种输电铁塔摇摆姿态监测系统

为了提前预防输电铁塔倾斜倒塌事故,提高输电线路安全运行水平,开发一种基于北斗卫星定位的输电铁塔高空摇摆姿态监测系统。详细介绍了此监测系统的总体结构、姿态信息获取方法、载波相位差分(Real Time Kinematic,RTK)定位技术以及监测终端层设计,通过工程试验证明了该系统监测精度较高,性能较好。

基于机械能变化的超低轨道大气密度实时估计

在强大气阻力摄动作用下,超低轨道卫星的轨道高度会迅速衰减,大气密度的在轨实时估计对超低轨道卫星的轨道和姿态控制非常重要。研究了利用机械能变化率实现超低轨道卫星大气密度的实时估计方法,基于轨道摄动理论推导了在地球引力、大气阻力和控制力作用下大气密度的估计公式。仿真结果表明,该方法可有效地估计出大气密度。

基于实时飞行仿真的无人机任务规划系统设计

以无人机低空突防作战使用为背景,结合工程实际,提出了一种实时飞行仿真的航迹规划思想进行三维离线航迹规划,基于这种思想,设计开发了集作战环境信息处理、自动手动航迹规划、飞行仿真、视景显示于一体无人机任务规划系统软件.规划结果表明,系统人机交互能力强,便于操作,且规划出的航迹比以往系统规划出的航迹更具有工程可用性.