湖南石门雷家山滑坡北斗智能监测与预警

利用高科技手段防灾减灾具有非常重要的社会意义和经济价值。本文介绍了以北斗高精度定位技术为核心的滑坡智能监测预警系统,系统由多维度物联感知体系、监测预警体系和预警云平台构成。该系统成功应用于湖南石门雷家山特大山体滑坡,为疏散群众封锁道路等应急联动提供了3个小时的预防窗口期,实现了特大型地质灾害下零伤亡的成果。

基于北斗三代的铁路监测预警系统设计

针对铁路安全隐患问题,提出将第三代北斗卫星导航系统(简称:北斗三代)高精度定位技术引入铁路监测预警,设计了基于北斗三代的铁路监测预警系统,该系统利用北斗高精度定位的原理实现位移数据高精度监测,同时具备实时传输和即时预警等功能。实践证明,该系统相对于基于GPS的监测预警系统具有明显优势,可见的卫星个数显著增加,水平精度提高20%以上,高程精度提高50%以上。同时通过不同基线长度下监测性能的对比,为合理布设基准站提供参考。

基于ZigBee的智能门锁系统设计

为了提高智能门锁的安全性,实现门锁的远程监控管理,设计了一种基于ZigBee的智能门锁系统。系统由终端门锁、无线网关、平台及用户终端组成,系统以CC2530芯片为核心,终端门锁作为终端节点,无线网关作为协调器,构建了ZigBee的无线网络,实现与平台的网络互连。用户可以通过平台下发控制指令,实现远程控制门锁,同时终端门锁能检测门锁的状态上传平台。试验结果表明,终端门锁休眠功耗低于20μA,电量消耗低,开锁成功率达95%以上,平台能够准确获取到门锁的状态,让用户实时掌控门锁的状态,具有一定的实用性。

消费级Andriod设备支持下的海洋测量船动态定位及精度分析

我国在沿海布设了几十个RBN-DGPS系统基站用于近海300 km以内的主要定位和导航活动。传统的RTK技术在远离海岸处无法使用。本文探讨在非差条件下消费级Andriod设备用于海测船动态定位的可能性,专门针对Andriod设备原始观测量设计了特定的动态扩展Kalman滤波PPP模型,从而获得较为稳定和平滑的定位结果。利用海测船在外海的试验平台对小米Mi8手机进行了算法验证,并同时与船上固有的天宝SPS356信标差分机的结果进行了比较。结果表明:如果仅采用SPP模型进行位置估计,航迹误差将达到数米,而采用收敛后的PPP模型,航迹误差明显减小,与SPS 356信标差分机的定位结果差距在1 m以内。本文的试验结果显示了消费级Andriod设备在海洋测量场景中具有巨大的应用潜力。

低功耗无线抄表系统的研究与设计

针对现有无线抄表系统功耗高、数据传输距离短和效率低的缺陷,设计了一种无线自组网的抄表系统。系统由表计、采集器和集中器组成,以LoRa通信技术为基础,实现多跳网络结构。表计采用低功耗设计,主动抄读数据上报,采集器和集中器混合组网,自动构建到达集中器的最佳路径,集中器汇总所有表计数据上报平台。通过研究分析验证,无线抄表系统组网时间短,传输距离远,且易于实现,具有较好的实用性。

小型化LEO星座与BDS-3全星座联合定轨仿真

受限于区域监测站及地球静止轨道(geosynchronous earth orbit, GEO)卫星的静地特性,北斗卫星导航系统(BeiDou satellite navigation system,BDS)定轨精度较差,加入低轨卫星(low earth orbit,LEO)星载数据可显著提升定轨精度。使用一种由24颗LEO卫星组成的小型低轨卫星星座,在BDS-3全星座情况下,仿真分析了导航卫星与低轨卫星联合定轨对北斗卫星轨道的提升程度。分别进行仅地面测站定轨、地面测站与LEO联合定轨试验,包含全球均匀、亚太区域、亚海分布3类测站布局。结果表明:(1)仅地面测站定轨时,GEO卫星轨道三维精度在分米量级,加入LEO观测数据后,定轨精度在厘米量级,提升程度达80%以上;(2)区域地面测站时,导航卫星轨道三维精度在分米量级,加入LEO卫星后,所有类型导航卫星定轨精度均提升至数个厘米,提升效果显著;(3)全球均匀测站时,LEO的加入仍然可提升倾斜地球同步轨道/中高轨道卫星定轨精度,提升效果在毫米至厘米量级。