卫星导航与定位技术学科发展研究

卫星导航与定位技术是事关国民经济社会发展、国家科技进步、国家安全等多方面的综合技术领域。北斗卫星导航系统的逐步建成为我国卫星导航与定位技术的进一步发展提供了良好契机。我国应该抓住这一机遇,大力推进卫星导航与定位学科的发展,为培养大量高精尖专业人才,争夺卫星导航与定位国际市场奠定良好基础。本文旨在调研国内外卫星导航与定位技术学科的发展现状,对国内外最具代表性的高校和研究机构进行对比分析,为我国该学科的发展提出了若干建议。

利用区域基准站进行导航卫星近实时精密定轨研究

利用滞后1 d的全球跟踪站数据和当天实时的区域基准站数据,基于法方程叠加的原理,对GPS卫星轨道进行分析计算,与IGS最终精密星历比较,近实时轨道的三维平均RMS达到14 cm;2 h的近实时预报轨道的三维平均RMS优于30 cm。

移动互联网时代导航与定位技术学科教学探讨

以全球卫星导航系统GNSS为代表的导航与定位技术已成为各国科技领域制高点,同时也成为下一个信息产业新兴风口之一。我国应抓住这一机遇,大力推进导航与定位学科的发展,为培养大量高精尖专业人才,争夺导航与定位国际市场奠定良好基础。另一方面,随着移动互联的迅速普及,不仅为导航与位置服务提供了新的技术手段,也对导航与定位提出了新的需求。本文针对“导航理论与方法”课程中的主要内容和典型问题,结合移动互联网发展,探讨了改进措施与实施方法。

关于“空间数据库课程设计”实践教学的探讨

基于高精度位置服务的应用成为了地理信息研究及应用领域的热点方向,是目前“互联网+”领域的新兴产业之一。其中地理信息系统与数据系统的交叉学科“空间数据库”是此类应用的基础,目前各大高校都开设了相关的基础课程。本文基于“空间数据库”实践教学的现状,分析了教学过程中可能存在的一些问题,并结合实践教学自身特点,根据教学的实际需求,从合理安排实践教学内容、改善教学方法、优化考核方式等方面探究了实践教学的课程改革方案。这对提高《空间数据库》实践教学质量,培养学生对相关知识的独立学习能力有较大帮助。

BP神经网络用于水下地形适配区划分的方法研究

为确保背景场中最优适配航线设计的正确性以及水下地形匹配导航的可靠性,提出了一种基于BP神经网络的背景场适配/误配区自动识别和划分方法,该方法通过分析地形背景场特征参量显著性和主成分、构建BP神经网络、建立输入地形特征参量与匹配性能的映射关系,最终实现了地形背景场误配/适配区的自动识别和划分。试验验证了本方法的有效性。

融合多棱镜式雷达/IMU/RTK的轨道车辆高精度实时定位与建图

传统铁路基础设施维护手段单一,依赖于作业车辆上的工程人员进行手动操作,耗费大量人力物力。作为一种多尺度、多概率及长周期的数字映射方案,数字孪生系统近年来在工程建设领域发展迅速。为了推动轨道交通领域的数字孪生建设,设计了一种基于轨道车辆的高精度同时定位与建图(simultaneous localization and mapping,SLAM)方案。不同于传统移动测量方法需要高精度三维激光扫描仪、高精度惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)、实时动态差分定位(real time kinematic,RTK)以及复杂的后处理手段,该方案基于因子图优化的紧耦合方案,融合多个棱镜式雷达、IMU及RTK观测,实现了实时建图可视化。经过超300 km的场景验证,发现所提方案在良好环境下可以达到厘米级定位精度,实时输出的建图结果中可清晰观测到各种轨道特征。

等价观测理论的可变参数序贯平差模型

针对序贯平差中常遇到的未知参数增减的问题,文章提出了基于等价观测理论的可变参数序贯平差模型,并进一步得出其对应的验后单位权中误差模型,其公式形式要比传统模型简单得多,非常便于计算机编程实现;采用卫星高度角模型作为单点定位验前随机模型,较好地减少了卫星观测值的随机误差。最后采用等价模型和传统模型分别对GPS/GLONASS静态单点定位不同的伪距观测值组合进行解算,实验结果表明:所提出模型的定位解算结果与传统模型完全一致,且其精度与传统模型相当,具有较强的实用性。