导航中频测试数据生成系统若干关键技术研究

在卫星导航系统接收机开发过程中,导航数字中频数据是测试评估导航接收机基带处理电路和导航信号处理算法的重要基础。基于软件模拟的测试数据生成技术灵活方便,但逼真度不高。本文研究了多径信号的精确模拟仿真方法,实现了多径信号的延时、衰减,以及动态环境下不同多径的多普勒修正。在信号仿真过程中,加入了射频前端和ADC的模拟,研究了其对导航中频信号带宽、功率、载噪比的影响,提高了信号模拟的逼真度。

低速无人系统定位导航通用指标及测试方法

针对目前小型低速无人系统定位导航测评缺乏标准化测试环境和测试方法,测试指标简单、难以量化等问题,分析了位姿测量、导航能力、环境感知三类通用测试指标和典型的测试条件,针对三类通用的技术指标提出了通用的测试评估方法。

GPS伪卫星发射机的测试和技术研究

以一颗自主研发的GPS伪卫星为例,主要介绍了对于GPS伪卫星发射机的测试方法。首先介绍了伪卫星发射机的原理与设计以及各个主要模块。随后,逐一描述了对这些模块所进行的测试方法,并给出最终测试结果。最后,总结和分析了这些结果对伪卫星正常工作的影响。分析结果表明,该伪卫星的设计,达到了设计指标,满足了实用需求,其测试和分析方式具有普适性,能够应用于一般伪卫星的测试。

北斗高精度定位技术在建筑安全监测中的应用

基于北斗高精度定位技术探索建筑安全监测系统,该系统攻克了一些难点和关键技术,在技术上具有一定的先进性和优越性,也具有一定的推广价值和社会效益。

一种新的GPS变形监测算法及其在东海大桥上的应用

在建筑物变形监测中,嵌入GPS实时动态(Real-time Kinematic,RTK)方法的普通双频RTK接收机不能应对基线较长且电离层比较活跃的情况。因此,提出一种基于无电离层三差观测量的扩展Ka1man滤波模型,并通过试验与普通RTK接收机进行比较,证明了其可行性。

基于RTK-GPS双天线拖拉机的测姿算法

根据拖拉机工作环境的特殊性,为了识别拖拉机是否在期望路径上行驶,也为了提高拖拉机在农田作业的导航精度,为拖拉机转向系统的实时控制做准备。采用了RTK-GPS双天线采集拖拉机位置数据,对定位数据进行卡尔曼滤波融合后,再实时解算拖拉机的姿态。使拖拉机的导航精度提高到了厘米级,并且更真实准确地反映了拖拉机的运动状态,达到了只用双天线就能实时得到和修正拖拉机的姿态的目的。

基于图像匹配的无人机自主返航技术

文中基于无人机机载的视觉信息,在GPS信号不可靠的环境下实现自主返航的功能。利用无人机底部垂直向下的摄像头,对图像计算光流可以较精确地获得无人机的速度信息。在去程中,无人机每隔一定距离记录一次位移信息与向前摄像头图像的关键帧;在回程时,无人机先根据位移信息到达关键帧图像附近,然后比较当前图像与目标关键帧纠正误差,对下一帧重复这两歩直到回到起点。仿真实验证明文中所述方法能较好地实现定点悬停和自主返航的功能。

国产双频测地型GPS接收机的实现及其性能

介绍具有自主知识产权的双频高精度、测地型GPS接收机实现方法以及相应的性能指标。该接收机核心板的实现是基于通用射频器件、具有DSP功能的低成本FPGA和ARM9微处理器。将其主要性能与采用进口OEM板卡的测地型GPS接收机进行各项比较。通过各种环境下短、中、长距离的比较试验表明,接收机的动态精度和初始化时间等指标优于同类型的主流产品。该成果对于北斗二代测地型接收机的研制具有积极意义。

VTEC模型在南京四桥GPS监测中的应用

GPS技术的快速发展带来了测绘领域的一场变革,南京四桥利用GPS可以进行高动态、实时、高精度定位测量的特性,在桥塔、主缆等多个位置安装了双频GPS接收机,建立了GPS监测系统,对桥梁的实时状况进行监测。由于GPS观测值残差不仅包括大气误差、轨道误差、多路径效应、随机噪声等,还包含电离层误差,所以对电离层的消除和改正至关重要。南京四桥项目使用GPS解算过程中,采用VTEC模型对电离层进行改正。本文对电离层的特征进行了分析,介绍了VTEC模型,并利用南京四桥的GPS观测数据做了一些数据说明。电离层的特征电离层是一种微弱的电离气体,它能以各种方式影响电波的传播。电离层是地球高层大气的分子和原子在太阳的紫外线。

甘肃省舟曲县灾后恢复重建滑坡灾害监测预警系统介绍

2010年8月7日22时许，甘南藏族自治州舟曲县突降强降雨，县城北面的罗家峪、三眼峪泥石流下泄．由北向南冲向县城，造成沿河房屋被冲毁，泥石流阻断白龙江．形成堰塞湖。舟曲县城不可能整体迁移，舟曲县的重建肯定是原址原建。舟曲大部分地方都是高坡陡崖，交通不便．自然条件恶劣。特殊的地质环境孕育了众多地质灾害点．为保障人民群众生命财产安全．在舟曲灾后恢复重建中，滑坡灾害监测预警系统起着非常关键的作用。

杜清运:新型基础测绘的成败或在“绘”

在身为地图学与地理信息系统专家的杜清运看来,“测绘”二字,实则是“测”与“绘”两门学问的统称。如果要谈论“新型基础测绘”,数据采集技术的快速革新固然有其篇幅,数据的处理、分析、呈现与应用亦不应当被遮蔽。武汉大学资源与环境科学学院教授杜清运说,数据本身并非产品,数据经加工而成为产品。在基础测绘趋于“内业化”的当下,新型基础测绘成败的关键,或许正在于“绘”。

北斗与其他星座在GNSS变形监控系统中的数据对比分析

以某露天煤矿排土场边坡GNSS变形监测项目为例,在设计变形监测系统的基础上,利用华测HCMonitor变形监测系统专用软件,对监测数据采用不同卫星监测系统数据进行了组合定位,分析和对比了解算数据,探讨了北斗卫星导航系统(BDS)的应用效果并提出了合理的建议。

复杂环境下多模GNSS接收机性能评估

针对城市CORS建设中无法模型化的误差逐渐成为影响CORS提供高精度服务的主要因素的问题,提出使用超短基线详细分析多模GNSS接收机在复杂环境下的定位效果,重点测试其在强磁场和多路径环境下的性能;利用一加一RTK模式模拟网络CORS,从系统定位精度和服务性能2方面评估多模GNSS接收机的CORS组网性能。实验结果表明:在强磁场环境下,使用多模GNSS接收机无明显优势;在多路径环境下,使用GNSS接收机不会明显增大多路径效应的影响并且能够提高解的稳定性,其中GPS/GLONASS组合观测值解算的结果最稳定;通过模拟CORS网中参考站对流动站的服务模式,可以发现在强磁场、遮挡和多路径等复杂环境中使用GNSS接收机来组建CORS网能够明显提高CORS系统的精度。

基于区域CORS的实时精密卫星钟差估计研究

区域连续运行参考站网(CORS)的广泛建立,为实时精密单点定位(PPP)提供了良好的平台保证。根据区域参考站网络的特点,本文提出了基于星间单差与历元间差分相结合的卫星钟差估计组合模型,确定了基于组合模型的实时卫星钟差估计策略,结合卡尔曼滤波参数估计方法,实现了区域1s采样间隔的精密卫星钟差数据的生成。通过重庆CORS的数据验证,表明该模型实时绝对卫星钟差和相对卫星钟差的精度均优于0.2ns,与国际IGS各分析中心估计的卫星钟差精度相当,满足了卫星钟差实时性的要求。该计算方法不仅可以用于CORS网本区域而且还可以用于距离CORS区域达数百公里以外的地区进行实时定位,这对于实时精密单点定位技术的实现具有重要意义。

一种用于长距离网络RTK基准站模糊度固定的非组合方法

基准站模糊度固定是网络RTK系统初始化的前提条件。文中使用非组合方法来固定基准站间模糊度。该方法相对于传统组合方法而言具有以下3个优点:1)基于非组合观测值,避免了观测噪声的放大;2)将L2模糊度变换为L1与宽巷模糊度WL(Wide-Lane)模糊度的差值,同步求解WL和L1模糊度浮点解,简化了计算过程;3)WL模糊度由平差得到,部分模糊度固定后,加快了其他WL模糊度的固定速度。实验结果表明,非组合方法相对于传统方法而言,WL模糊度固定速度提高了24.5%;L1模糊度固定正确率提高了7.9%。可以认为,在网络RTK初始化方面,非组合方法要优于传统方法。

北斗非GEO卫星信号码并行捕获

2012年12月,北斗二代的接口控制文件正式公布。北斗B1I频点的非GEO卫星上调制20bit的NH码,因此每1ms信号可能存在比特跳变。借鉴传统GPS并行码相位捕获算法,本文研究了一种基于补零FFT的并行码相位算法。该算法能够实现1~20 ms相干积分,利用非相干累加提高信噪比,并采用一种对信号强度和采样率不敏感的判决变量。仿真表明,通过相干积分和非相干累加,该算法使用400 ms数据可以捕获24 dBHz的弱信号。

GNSS星座模拟器关键问题研究

引入轨道力学模型,采用一种轨道外推的解析方法,简单有效地实现了卫星轨道根数及卫星位置的推算。根据星历误差来源,提出并实现了一种基于星历参数拟合的广播星历误差模拟方案。经验证,该方案可以用于产生径向、切向和法向误差可配置的广播星历,更灵活、更真实地模拟广播星历误差。

网络RTK基准站间的模糊度及空间相关误差解算

利用载波相位双差观测值的宽巷和无电离层组合固定部分模糊度参数,并采用Kalman滤波算法估计残余的对流层延迟;然后对观测值进行改正,剔除对流层延迟误差,从而提高剩余模糊度参数的固定率;最后估计双差电离层延迟。文中采用美国CORS网的GPS数据进行实验,实验结果表明,自适应滤波算法可明显提高残余对流层延迟的解算精度和模糊度的解算效率;固定模糊度并改正对流层和电离层延迟,差分定位精度得到很大提高。

灰色系统理论在建筑物变形分析和预报中的应用

变形监测的最终目的是预测,即利用长期积累的观测资料掌握变化规律,对建筑物的未来形态做出及时有效的分析和预报。在长期观测中可以得到许多已知的信息(白色信息),而观测不可能是不间断的,所以存在大量的未知信息(黑色信息),从而就可以构建灰色系统模型。文章系统地介绍了灰色系统理论的概念,与此同时,采用了某建筑沉降观测的数据,通过具体计算,来说明灰色系统进行变形监测分析与预报的步骤,以及不同灰色模型对预报精度的影响,并得出一些结论。

GEO卫星对北斗终端定位精度影响仿真分析

北斗导航系统比GPS、GLONASS等其他导航系统多了地球同步轨道(GEO)卫星,GEO卫星信号的调制方式和编码格式和非GEO卫星有着很大的区别,有助于增强导航与定位。文中通过多个GEO和非GEO卫星组合的测试场景,重点仿真分析了在选定的定位精度因子下GEO卫星和非GEO卫星对北斗终端定位精度的影响。结果表明GEO卫星有助于提高定位精度,尤其是当参与定位的卫星数较少时,GEO卫星参与定位可提高20%以上的定位精度。