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关键词： 多路径效应   数据质量分析   广播轨道精度   广播钟差精度   用户测距误差URE   频率准确度   频率漂移率   钟差噪声   频率稳定度   相对定位  

摘要： 本文以北斗卫星导航系统性能分析及应用研究为主体,重点研究了北斗卫星伪距多路径效应误差改正、GNSS数据质量分析及软件开发、北斗空间信号精度评估、北斗卫星星载原子钟性能评估分析、BDS/GPS组合双系统相对定位性能分析及其应用。论文主要进行了以下的工作和研究:1.本文首先总结概括了研究背景以及GNSS数据质量评估分析技术、北斗监测评估分析和BDS/GPS组合双系统组合相对定位技术的研究现状,然后简要阐述了本文的研究目的和主要内容。2.本文针对全球卫星导航系统的观测信息,详细介绍了GNSS数据质量分析的基本原理,主要内容包括卫星导航定位系统的一些基本观测量、常见组合观测量、主要误差源和一些常见的数据质量分析参数等。3.本文针对多路径效应对GNSS导航定位的影响,开展了对北斗卫星伪距多路径误差的研究,分析了北斗卫星伪距多路径误差与高度角和信噪比的关系,并对北斗卫星伪距多路径误差与高度角进行了相关性强度分析,采用了二次多项式拟合法和小波变换法对北斗卫星伪距多路径进行了修正。4.本文针对目前流行的GNSS数据质量分析软件的局限性,编制了能有效处理GNSS数据的质量分析软件GDQA,软性操作方便,功能完善,实现了对GNSS观测文件的编辑、观测数据质量检核和结果可视化等功能,并开展了对我国北斗三号卫星观测数据质量的分析。5.本文针对我国北斗空间信号精度的研究现状,详细介绍了BDS广播轨道精度评估、广播钟差精度评估和用户测距误差URE精度评估的定义和计算流程,并开展了以精密星历为参考,对北斗卫星导航系统进行了广播轨道精度评估、广播钟差精度评估和用户测距误差URE的精度评估。6.本文针对目前BDS在轨卫星原子钟运行状况,研究了星载原子钟性能评估的相应指标、算法和模型,对我国北斗在轨卫星星载原子钟进行了频率准确度、频率漂移率、频率稳定度、钟差模型残差序列评估分析和钟差噪声识别性能分析等。7.本文通过工程实测数据对BDS/GPS组合相对定位的定位性能进行了较为全面的实验分析,验证了BDS/GPS组合双系统定位的可行性,基于工程实测数据进行了变形监测的应用分析。

关键词： 北斗卫星导航系统   基带信号处理   捕获算法   跟踪算法   FPGA  

摘要： 随着我国北斗卫星导航系统的快速发展,接收机技术尤其是基带信号处理算法的研究成为发展导航系统应用方面的关键。在了解北斗卫星信号体制格式后,对北斗接收机基带信号核心算法包括捕获和跟踪算法进行深入研究。文中首先详细研究了捕获算法,讨论了串行时域搜索算法、并行频率搜索算法和基于FFT的并行码相位搜索算法,并对经典的FFT算法进行仿真实现。针对传统捕获方法在效率或运算量上存在的弊端,研究了基于PMF-FFT的改进捕获算法,运用“部分匹配滤波+快速傅里叶变换”的方案,增大码相位搜索步进量,对信号分段叠加后进行处理,根据实测信号处理结果可得,改进算法在复杂度和运算量上均得到优化,提高了接收机的效率。在对信号进行成功捕获后,本课题继续讨论了跟踪算法,按照系统的设计结构,将跟踪环路分为了载波跟踪环和码跟踪环两部分并分别进行了研究。在载波跟踪环设计中,首先介绍了锁相环和科斯塔斯环技术,采用锁频环辅助锁相环的思想完成载波跟踪;在码环设计中,利用延迟锁定环技术进行搭建,通过对超前码、即时码、滞后码的相干积分处理,实现伪码跟踪。最后,将步进相关捕获算法在FPGA上进行仿真实现,利用FPGA并行处理的特点,增加相关通道来提高捕获效率。将整个捕获系统按照功能划分为载波NCO模块、本地码NCO模块、以及运算单元模块,在Quartus II软件中使用Verilog HDL语言对各个模块进行了设计并在Modelsim软件中进行功能仿真,结果表明该算法可以有效的捕获北斗卫星信号。

关键词： 北斗卫星导航系统   干扰   抗干扰   窄带抗干扰算法   宽带抗干扰算法   Matlab仿真   硬件方案  

摘要： 北斗卫星导航系统(Beidou navigation satellite system,BDS)是我国独立自主建设和发展的全球卫星导航系统(Global navigation satellite system,GNSS),目标是建成独立、开放兼容、技术先进、稳定可靠、覆盖全球的导航系统,为全球用户提供连续、稳定、可靠的定位、导航、授时服务等相关服务。北斗导航卫星发送的BDS信号,经过空间传输至地面,其功率已低于噪声基底,这就使BDS信号很容易受到干扰,从而使定位、测距等信号受到干扰的严重影响。因此,在接收机端需要研究一些抗干扰算法,来应对不同的干扰,从而使BDS信号能够无失真的被我们所用。现实中存在的干扰类型有很多种,主要包括两大类:人为干扰和非人为干扰,其中人为干扰主要包括窄带干扰和宽带干扰。针对不同的人为干扰,进行了不同的抗干扰算法的研究。本文主要从窄带抗干扰算法和宽带抗干扰算法两个方面进行了研究,并针对各个算法的收敛特性进行了详细的分析。窄带抗干扰算法实现简单,且能够很好的抑制窄带干扰,本文主要针对窄带抗干扰算法中的门限检测算法、卡尔曼滤波算法以及频域批处理最小均方差算法进行了研究,并且针对门限检测算法进行了仿真与性能分析;同时,宽带抗干扰算法抑制宽带干扰,本文针对抗宽带干扰算法主要研究了空时自适应滤波抗干扰算法,并针对单星约束以及单星多约束抗宽带干扰算法进行了研究。其中针对门限检测算法中的N-sigma算法进行了Matlab仿真,该算法能很好的抑制窄带干扰,且通过其抗干扰性能的分析,证明其抗干扰效果非常好。同时针对空时自适应滤波算法进行了Matlab仿真,该算法能很好的抑制宽带干扰,且通过其抗干扰性能的分析,证明其抗干扰效果非常好。最后,在充分介绍了各种算法后,本文介绍了硬件方案的设计部分,以Matlab软件为平台,针对空时自适应滤波算法的实现方案进行了详细介绍,主要是基于ARM+FPGA来设置的,并针对影响抗干扰性能的因素进行了总结与分析。

摘要： 红外扫描仪,infrared scanner根据被测地物自身的红外辐射,借助仪器本身的光学机械扫描和遥感平台沿飞行方向移动形成图像的遥感仪器。多谱段扫描仪mnltispectral scanner;MSS陆地卫星系列上采用对地面逐点扫描额方式获取景物多谱段图像的传感器系统。数字图像处理 digital image processing用计算机对数字图像所进行的各种几何和辐射处理。

关键词： 三维激光扫描   大比例尺   地形图测绘  

摘要： 三维激光扫描技术和数码相机技术相结合可以获取准确度较高的三维矢量数据,通过对地面数据和实际光学影像数据匹配后,对后期图形进行编辑,采用该种方法能有效提高数据的准确性和可靠性,缩短绘图时间。

关键词： 抗干扰处理   北斗卫星导航系统   天线阵列  

摘要： 北斗卫星导航系统是我国针对军事领域发展起来的新型全球卫星导航系统,从安全性、准确性能均优于GPS卫星导航系统。由于距离导航卫星远、信号弱、很容易遭受敌方压制或欺骗式干扰,因此,开发研制北斗卫星导航抗干扰天线系统是我国军方的迫切需求。本文结合科研项目选题,研究抗干扰天线系统的集成及测试技术,主要目的就是研制具有抗干扰功能的卫星导航天线系统,并且搭建测试平台对抗干扰能力进行测试与评估。本文分析了抗干扰天线的技术基础,选择了基于自适应调零的抗干扰天线技术作为该项目的集成方案,通过对卫星抗干扰天线关键技术的研究,选取了各关键技术模块。搭建了卫星导航抗干扰天线系统平台,完成了系统集成和实验调试。本文阐述了抗干扰导航天线系统的测试方法,建立单方向干扰和三方向干扰两种干扰环境来测试抗干扰天线系统在单一干扰源和多干扰源的干扰环境下的抗干扰能力。设计了测试抗干扰天线的静态场景和动态场景,为验证卫星导航抗干扰天线系统提供测试平台。

关键词： 无人机航测   空中三角测量内业法   二次多项式拟合法   高程精度  

摘要： 随着地形数据不断更新,不同地形大比例尺地形图精度要求也越来越高。虽然传统航测有诸多优势,但是受地形不同、影像倾角过大、航高不一、像控点分布等因素的影响,使得航测大比例尺图形中空中三角测量、影像预处理、影像匹配、光束法平差等关键技术不能充分发挥作用,从而直接影响地形图精度,尤其高程精度。随着摄影测量技术的不断发展,无人机低空摄影测量相对以往航空摄影测量更具有优势,在土地航测中发挥着越来越重要的作用。随着无人机与POS(Position and Orientation System)技术的发展,即使加入少量控制点也可以满足1:500等大比例尺精度要求,但是通常对精度的改善并不明显。在特殊地形中,使用空中三角测量内业法结合特殊布点方式很难满足大比例尺精度。在大型水域地形中,隔基线法也不能满足其精度。本文结合新疆喀什麦盖提县农村土地承包经营权确权登记颁证项目,通过对无人机影像获取的数据进行处理,对水域地形1:500大比例尺测图,以及其他特殊地形1:1000大比例尺测图的控制点布设方法进行研究,以提高1:500等大比例尺地形图的高程精度。主要研究工作有以下三个方面:(1)以无人机系统为研究对象,在分析无人机分类、无人机系统组成及其特点、影像的获取和航摄精度要求的基础上,探讨了控制点布设、控制点测量、镜头畸变校正、差分GPS、影像匹配等关键技术,为研究1:500等大比例尺地形图精度提供了指导。(2)以工程实际为例,对水域周边采用隔基线法布设控制点,根据基线数量的不同,分别设计了四种试验方案,通过分析控制点各个指标的中误差,得到精度最佳的方案,将此最佳方案与本文垂直构设航线法设计的方案做对比,结果发现,垂直构设航线法不仅布设的控制点较少,而且高程精度比这种最佳方案高程精度提高了0.030513m,对水域测制1:500大比例尺地形图更具有优势。(3)开展了空中三角测量内业法测图工作,通过对测区的不同地形进行了特殊布点,得出特殊布点方式对高程精度的影响,从而确定精度提高的幅度值,这种特殊布点方式获取的高程精度与本文二次多项式拟合法获取的高程精度相比,结果表明,二次多项式拟合法比这种特殊布点方式提高了0.155m,而且幅度较高,为1:1000大比例尺地形图精度研究提供了参考依据。

关键词： 北斗卫星导航系统   车辆   违章管理  

摘要： 自从改革开放以来,我国全民生活水平有了明显的提高,人们对车辆的需求也随之提高.与此同时,我国对车辆的违章管理难度也不断增加,为此政府需要有效的,可靠的现代化模式对其进行管理.基于北斗的车辆违章管理系统,其代表着未来某些政府对车辆违章行为管理方式的趋势和方向.本文是基于北斗来对车辆的违章管理的分析与研究.

关键词： 广播式自动相关监视   北斗卫星导航系统   导航不确定度类别   导航精度类别   导航完好性类别   飞行测试  

摘要： 本文针对民航ADS-B运行对卫星导航源的性能要求,提出了对北斗卫星导航系统的定位信息质量和可信度的测试评估方法。利用民航校验飞机搭载北斗/GPS双模接收机和ADS-B发射器设备,在我国西北、东北以及南方等地进行了33架次80余小时的飞行测试。通过对测试数据的分析和统计,初步验证了未来以北斗导航源为核心的中国民航ADS-B运行能力。测试评估结果显示,北斗系统的定位性能与GPS处于同一水平,能够满足在无雷达区使用ADS-B时5 n mile管制间隔下的性能要求。

关键词： 北斗卫星导航系统   监控系统   硬件设计   软件设计  

摘要： 我国不仅有广阔的陆地面积,还有十分辽阔的海域面积,尽管海域面积仅有陆地面积的1/3,但其面积值也以达到了300万平方公里。辽阔的海域致使我国的海上交通具有航行范围广、船舶的密度高以及流量大等特点。由于陆地资源有限,使得大家将目光转向对海洋资源的开发,我国的经济结构也转向对海洋经济的发展,越来越多的人员参与到海洋事业中。由于海洋环境具有的多变的特点,使得海洋生产工作具有一定的危险性,并且海上事故的发生具有灾难性以及突发性的特点。很多海上事故发生后由于不能准确的确定遇险船舶的位置,使得船舶上工作人员的生命和财产安全得到保障,所以急需建立一个船舶监控管理系统。该系统能够实现对船舶位置的精确定位,当岸上监控中心收到船舶的报警信号后,能通过该系统对船舶位置进行查询,并且通过该系统能够查询船舶航行时的一些实时参数,便于岸上监控中心日常对船舶的监管。北斗卫星导航系统作为我国自主研发的卫星导航技术,自从2012年其正式运营以来,在各领域的发展极其迅猛,其特有的短报文通信功能与精准的定位导航技术相结合为船舶航行领域提供了极大的便利和安全保障。目前,航海领域使用的较多的导航和通信方式为:美国的GPS和海事卫星,依照北斗的发展趋势,北斗终将取代他们并在中国境内广泛使用。基于此,本文设计与开发了一种基于北斗的船舶监控系统。本设计主要包含两大部分,一是对船载装置的设计,该部分采用的是基于ARM Cortex-M3为内核的STM32F4作为整个船载硬件系统的核心模块,北斗定位模块、以及北斗天线模块都是通过RS232串口与其进行连接的,中央处理单元(STM32F4)可对船舶的位置信息及一些基本数据进行处理、打包、封装,并且能够响应岸上监控中心的指令,然后将处理好的信息返回给岸上监控平台。本设计选用了UM220-III N型定位导航芯片、数据采集模块以及三模一体用户机来实现对数据的获取以及传输,对于船载装置的软件开发使用Keil uVision,进行对这部分功能实现的程序编写。二是对岸上监控平台的软件设计与开发,系统的开发环境是Visual C++,在桌面上开发出基于C/S架构的应用程序,主要能够实现对船舶的位置以及航行时的一些参数信息进行实时的监控和管理。整个系统的充分利用了北斗卫星的定位功能和其短报文通信功能。最后,通过对硬件模块下载软件程序实现硬件模块的正常运作,硬件模块的各部分能实现其功能,硬件模块返回的数据也能在监控界面上显示,该监控系统能满足设计的基本要求。