工程测量-文献订阅-三峡大学图书馆

李岩

华北电力大学(北京)

摘要： 随着国家电力信息化建设的不断推进,电力业务终端规模迅速增长、业务应用种类持续增多、通信接入范围不断扩大。目前的电力通信主要包括GPRS/CDMA通信、载波通信和光纤通信等方式,然而我国一些地区由于地理位置偏远和通信网络不健全,导致该地区存在通信盲区,无法完全实现信息采集和实时监控。北斗卫星通信技术由于其覆盖范围广、建设周期短、投资成本低等优势,逐渐被国家电网公司业务部门重视并应用于无公网覆盖地区,作为业务终端接入的补充通信方式。由于北斗卫星通信技术缺乏应用层握手和验证的机制,存在信息泄露、数据篡改和非法接入等安全隐患,不符合电力系统关于信息安全的要求。本文在研究北斗卫星导航系统现状和北斗业务终端接入风险的基础上,结合了现有的安全接入技术,研究并解决了北斗业务终端接入的身份认证和通信安全问题,针对北斗卫星通信技术设计了北斗安全通信协议,该协议通过密钥协商、加密通信等过程保证了终端与业务系统之间通信数据的保密性和完整性。之后基于北斗安全通信协议,设计并实现基于北斗卫星通信的安全接入网关系统,具有身份认证、密钥协商、数据加密、协议过滤等功能,能够保证使可信的北斗业务终端和合法数据进入内网,提高了北斗业务终端接入的安全性。最后,通过功能测试和实例应用验证了该系统能够满足敏感数据的安全防护要求。随着北斗卫星导航系统的蓬勃发展,北斗卫星通信技术将在我国的电力信息化领域得到广泛的应用,因此该系统的研究与实现将推动北斗安全接入系统的建设,加快了国家电力信息化的进程。

北斗系统态势可视化关键技术研究与实现

周洋

中国电子科技集团公司电子科学研究院

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关键词： 北斗卫星导航系统北斗系统态势三维可视化

摘要： 北斗卫星导航系统作为四大全球卫星导航系统之一,己在民用以及军用领域发挥了重要的作用,对北斗卫星导航系统的空间态势进行管控有着重要意义。传统的数据展示形式在面对北斗卫星导航系统态势场景时,难以提供理想的数据进行分析、处理,而日趋成熟的三维可视化技术较为适合用于北斗系统态势的有效展示。本文首先对北斗系统态势场景进行了分析,建立了各类要素模型,研究了主要算法;然后对北斗系统态势场景可视化关键技术进行了研究和设计;最后对北斗系统态势可视化系统进行了设计实现,对关键技术进行了验证,验证结果表明显示性能和可视化效果都有良好的提升。本文的研究成果在二代导航国家科技重大专项中得到了应用。本文从“点”的角度,提出了一种基于合并网格的动态LOD处理方法进行三维模型优化和一种基于模型实例池的模型管理方法进行三维模型的全生命周期管理,解决了模型精度单一、不同精度模型切换不平滑、多模型资源消耗大等问题。从“线”的角度,提出了一种三维空间抛物线算法计算空间线路位置和一种复杂线路优化方法进行空间线路简化,规范了空间线路的建模方式,提高了业务信息的易读性;从“面”的角度,提出了一种基于权值约束的边界平滑处理算法进行曲面重建,在北斗导航领域首次在三维场景下进行DOP值可视化设计实现,实现了边界平滑效果良好的三维DOP曲面实时显示,解决了区域边界锯齿、数据精度与渲染性能平衡等问题。

无人机航摄免像控快速测制大比例尺地形图关键技术的研究

季晓菲

长安大学

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关键词： 无人机航摄系统构架航线 POS 差分GPS后处理热靴引闪

摘要： 为了日益发展的经济建设服务以能够快速提供地表空间信息,新一代测绘技术无人机航摄系统应运而生。无人机航空摄影测量以获取高分辨率影像以及测制大比例尺地形图数据为目标,在免外业像控的基础上,布设基础航线外加构架航线,并利用POS辅助航空摄影测量的手段测制大比例尺地形图,在生产实践中,已有很多测绘单位进行了大量的实验、实践工作,积累了很多宝贵的经验和成果,证明了利用无人机航测手段测制大比例尺地形图方法的可行性。论文具体研究内容如下:1.系统介绍无人机航摄系统构成及其功能,阐述无人机航摄系统测制大比例尺地形图的常规作业流程,主要说明了空中三角测量的原理、对比分析了不同平差方法的精度。2.分析并提出免像控快速测制大比例尺地形图的几点关键措施:布设构架航线、GPS后处理技术、差分POS辅助空三平差、空三处理系统自带的相机自标定解算以及顾及曝光延迟的误差模型,其他措施如复合翼姿态稳定平台、热靴引闪技术、CCD摆放位置的影响以及重叠度的影响等。3利用无人机航摄系统进行免像控测制1:500地形图的实验研究,以成都纵横大鹏系列无人机CW-10C航摄系统对浙江省湖州市某测区试飞,对其成果报告精度进行统计分析,来论证免像控测制大比例尺地形图的几点关键技术的可行性和有效性。论文研究及其实验成果具有较高的推广应用价值。

2017年11月5日:北斗卫星全球组网开启的那一刻

姚丁杨

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浅谈无人机在大比例尺地形图测绘中的应用

苗乃哲

山东龙建设计有限公司山东寿光 262700

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复杂环境下北斗卫星导航系统抗干扰技术研究

靳一恒

中国海洋大学

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关键词： 北斗卫星导航系统自适应波束形成矢量传感器阵列信号处理干扰抑制

摘要： 北斗卫星导航系统（BeiDouNavigationSatelliteSystem,BDS）是我国自主设计并建设的卫星导航系统，与其他全球卫星导航系统（GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS）类似，北斗卫星导航信号到达地面的功率微弱，极易受到复杂地面环境的干扰。BDS具有独特的星座分布、信号频率、测距码类型、信号调制方式及服务类型，开展复杂环境下BDS抗干扰技术研究，提升BDS服务能力，具有非常重要的理论意义与应用价值。　　基于天线阵列的信号处理在GNSS抗干扰领域有着非常广泛的应用，天线阵列既可以通过波束形成技术抑制电磁干扰，也可以通过DOA估计与波束形成增强卫星信号，同时能够在空间上抑制时域难以分辨的短延时多径。此外，矢量传感器阵列的提出和应用为阵列信号处理提供了极化域维度的拓展，将矢量传感器引入GNSS抗干扰领域可进一步提升天线阵列的抗干扰性能。　　本文以北斗卫星导航系统在复杂环境下的应用为背景，将北斗公开服务信号作为研究对象，从分析复杂环境对北斗卫星导航接收机的影响出发，将矢量传感器阵列引入到GNSS抗干扰领域，对现有的基于天线阵列的GNSS抗干扰技术进行借鉴、发展和创新，提出适用于复杂电磁环境、弱信号环境、多径环境的北斗卫星导航系统抗干扰方法。论文的取得的主要研究成果如下：　　1.研究了北斗卫星导航信号特点与复杂环境对接收机工作性能的影响，明确了特定环境下的抗干扰处理目标。首先给出基于传统调制方式和基于现代化复合调制方式的北斗卫星信号特性，明确构成北斗卫星信号的各分量所携带的有用信息;然后给出接收机对两种调制方式卫星信号的处理流程，明确接收机定位所需的观测量与误差来源;最后分析电磁环境、弱信号环境、多径环境对北斗接收机性能的影响，明确特定环境下进行抗干扰处理的目标。　　2.研究了传统波束形成算法用于矢量传感器阵列的抗干扰性能。将最小方差无失真响应（MinimumVarianceDistortionlessResponse，MVDR）算法用于双正交偶极子阵列、三正交偶极子阵列、完备的矢量传感器阵列并进行对比，结果表明双正交偶极子阵列由于不能接收入射信号全部的电场分量，其极化域的滤波性能差于其他两种阵列。将功率倒置算法用于三正交偶极子阵列，通过仿真得到传统的功率倒置算法直接用于矢量传感器阵列时，其输出与传统阵列相比存在约3dB的信噪比损失。　　3.针对复杂电磁环境，提出了一种改进约束条件的功率倒置算法与一种新型组合型功率倒置阵列结构。这两种方案均不需要已知卫星信号来向信息，在空域-极化域实现电磁干扰的盲抑制。首先分析了传统的功率倒置算法用于矢量传感器阵列时的缺陷，得到阵列处理过程中产生信噪比损失的原因;然后提出基于矢量传感器阵列的双通道约束条件，将参考通道近似约束为右旋圆极化，减小信噪比损失，并给出了算法的快速实现方案。接着提出了一种新型组合型功率倒置阵列，进一步减小阵列计算复杂度与结构复杂度，同时保证极化域的滤波性能。北斗信号的仿真数据验证了算法与阵列结构的有效性。　　4.针对弱信号环境，设计了强干扰下的弱卫星信号来向（Directionofarrival，DOA）估计与增强方案。首先对基于天线阵列的北斗卫星信号DOA估计性能进行分析，得到单位时间内接收机观测到的北斗卫星俯仰角变化，证明采用长时间接收信号进行卫星信号DOA估计的可行性;然后基于投影矩阵给出强干扰下的弱卫星信号DOA估计方案，并采用多线性约束MVDR波束形成增强卫星信号。最后针对卫星信号与干扰信号来向相同时估计方案失效的问题，设计了基于矢量传感器阵列的弱卫星信号增强方案，通过构造右旋圆极化的卫星信号检测算子，在噪声子空间中实现卫星信号的检测。北斗信号的仿真数据验证了方案的有效性。　　5.针对多径环境，提出了基于任意形状阵列的多径信号DOA与极化参数估计方案。将矢量传感器阵列分解成不同极化特性的子阵，采用各子阵接收信号在极化域进行平滑实现多径信号的解相干。在计算相关矩阵前采用接收机的跟踪信息重构本地基带信号来对接收信号进行预处理以提高信噪比。随后提出了DOA与极化参数自动配对的极化参数估计方法，可辨别出直达波与多径信号，进而采用多线性约束波束形成实现直达波的增强与多径抑制。所提方案的实施不受阵列形状的限制，而且能够进行极化参数的自动配对来避免大范围的极化角度搜索。北斗信号的仿真数据验证了方案的有效性。

交通运输部东海航海保障中心

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