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关键词： 无人机低空摄影测量系统   大比例尺地形图   应用  

摘要： 当前,在我国测绘行业实际发展的过程中,优势较多,已经形成了良好的发展模式,而传统技术方式与操作方法已经无法满足当前的实际工作需求,应合理使用先进的无人机低空摄影测量系统进行处理,充分发挥大比例尺地形图的积极作用,在提升工作协调性与可靠性的情况下,创建良好的发展模式,以此促进管理工作与测量工作的良好实施,为其后续发展夯实基础.

关键词： 北斗卫星导航系统   全球定位系统   组合导航   接收机自主完好性监测  

摘要： 随着各个国家卫星导航系统的逐渐发展和完善,空间中的导航卫星资源越来越丰富。由于导航卫星个数的显著增加和多频信号的增加,使得定位性能和系统的稳定性得到提高,并且为多卫星导航系统应用于对民航飞行中要求更高的飞行阶段提供了可能。接收机自主完好性监测(RAIM)技术可以对故障卫星进行及时检测,保障接收机定位的可靠性。因此,本文的具体研究内容如下:第一部分介绍了BDS/GPS时间系统的转换和坐标系统的转换。在时空统一的基础上,研究了BDS/GPS组合单点定位原理和定位解算算法,并且利用精度因子来评价组合的定位精度。第二部分针对最小二乘RAIM算法的不足,提出加权最小二乘RAIM改进算法,并研究加权因子的确定。同时,针对多星座多故障的检测和识别问题以及垂直引导进近阶段算法的可用性,提出了最优加权平均解算法,研究了最优加权因子的确定,并利用加权最小二乘算法结合最优加权平均解算法对双星座中的每个星座同时存在一个故障的情况进行检测和识别。第三部分针对多假设解分离法计算垂直保护级较为保守的问题,提出了动态分配危险误导信息概率方法,该算法在保证系统总的完好性指标的条件下,降低了用户保护水平,从而提高了系统可用性。最后,对本文的研究成果进行总结,并指出待完善的内容。本文的研究内容对保障卫星导航定位可靠性以及促进卫星导航应用到航空飞行器进近飞行阶段具有一定的意义。

关键词： 全球卫星导航系统   北斗卫星导航系统   径向基神经网络   卡尔曼滤波   压缩感知  

摘要： 跟踪是接收机内部通过对接收到的卫星信号进行处理,从而得出用户所需要信息的重要过程,跟踪性能的提高对于提升整个接收机的整体性能、提高定位解算速度和精度至关重要。但现有矢量跟踪算法在定位精度和计算量方面仍不尽如人意,一方面由于接收机的动态性以及城市复杂环境对接收机的影响,跟踪环路中一个通道中存在的故障将影响所有其他通道,严重时会使得整个环路失锁,这大大降低了接收机的定位导航性能;另一方面在GNSS接收机中通常采用Nyqiust采样方法。由于Nyqiust采样的特性,导致整个系统中的数据量大大增加,不仅给数据的传输和存储造成负担,甚至会影响到后续的定位解算环节,并且矢量跟踪算法的较大计算复杂度也影响了它的商业化应用。本文针对以上两个问题,开展了矢量跟踪算法的相关研究,主要研究内容如下:(1)提出了神经网络辅助GPS/北斗双系统组合导航算法。在矢量跟踪环路中首先应用了预滤波和导航滤波结构,并使用预滤波结构代替传统的鉴别器结构;其次由导航滤波器的估计值对预滤波结构进行反馈调节;最后由导航滤波器的输出作为神经网络的输入,经过神经网络的在线训练,为导航解算部分提供更准确的码相位和多普勒信息。(2)提出了压缩感知辅助矢量跟踪环路算法。在该算法中,不再采用传统Nyqiust采样方法,同时不需要对信号进行复杂的重构过程,而是在压缩域信号中直接提取伪码延迟、载波频率和相位信息,并将其输入到卡尔曼滤波器中进行状态估计,在为用户提供服务的同时也为伪码和载波的数控振荡器提供反馈信息,以此来控制本地参考信号的生成。在实验中本文采用真实收集到的数据对提出的算法进行验证得出:(1)神经网络辅助的GPS/北斗双系统组合导航算法与其他算法相比较,在定位精确度方面有所提高;(2)相比于传统矢量跟踪算法来说,压缩感知辅助的矢量跟踪算法降低了计算复杂度,该算法也为矢量跟踪算法的硬件实现提供了解决思路,加快了矢量跟踪算法的商业化应用。

关键词： 列车定位   北斗卫星导航系统   轨道电子地图   下一代列车通信   图像处理  

摘要： 实时精确的获取列车的位置信息对于列车控制系统尤为重要,也就是说列车定位结果的精确性和连续性直接影响列车的行驶安全,传统用于列车定位的方法是基于轨道电路或者是传感器的方法。近年来一些新的列车定位方法提出,例如有北斗卫星导航系统和长期演进等,这些新的技术也逐渐开始成为研究列车定位新的工具。基于这样的研究背景下,文中提出一种通过轨道电子地图阈值划分路段的方法,实现对行驶列车全程连续、自主的定位,从而提高列车行驶的安全性。本文研究逻辑路线为:(1)本文首先详细的介绍现有列车定位方法的原理,然后提出文中列车定位方法的原理。由于大多数列车在行驶过程中会经过隧道、道岔、站台等场景,根据列车接收信号的能力,通过已知轨道电子地图的信息,将列车行驶过程划分成信号接收良好和较弱甚至于没有信号的路段。在信号良好的情况下使用北斗卫星导航系统和下一代列车通信系统组合定位的方法实现列车位置的确定,这样情形下定位方法一方面通过下一代列车通信系统辅助北斗卫星导航快速获取初始位置,而且可以保留定位精度高的优势,同时可以应对列车导航接收器失效等情况。使用下一代列车通信系统定位,这是一种利用冗余设计的思想方案。在信号较弱甚至没有信号情况下,结合北斗卫星导航和惯性导航的列车定位优势,利用惯性导航在短时间内的定位精度的优势可以弥补北斗卫星导航失效的情况,同时在信号较好的情况下,北斗卫星导航可以修正惯性导航系统的累计误差的不足,这两种情形下的定位结果通过轨道电子地图投影的方法转化为一维轨道定位数据,这样是为更近一步提高定位精度。(2)针对上述定位方法,文中制作硬件列车位置数据采集电路,设定模拟场景分别做测试,将测试结果上传至上位机,然后对上位机采集到的数据在MATALABR2014a中做后期数据处理和分析,可以得到列车定位的精度和速度误差。由于基于下一代列车通信系统定位方法需要基站的辅助,但是测试中又无法获取基站信息,所以这部分是在仿真环境中做理论分析。(3)从上述理论分析结果发现上述的定位方法对于行驶在站场或是岔道场景下的列车,由于定位精度不够的原因存在误差,所以针对这种情况文中使用轨道电子地图,将这种场景从列车行驶路线中划分出来,然后使用基于列车行驶经过路线视频采集的图像分析法实现列车的定位,这种定位方法配合轨道电子地图和北斗卫星辅助可以确定列车位置并提高定位精度。该方法也是文中的一个创新点,通过实验验证文中研究的确定列车位置的方法可以完成提出的定位目标。

关键词： 大比例尺地形图   质量检查   技术设计  

摘要： 本文主要解决如何检查大比例尺地形图、如何满足大比例尺地形图检查的精度要求以及大比例尺地形图质量检查中应注意的问题;对大比例尺地形图检查的技术依据、实施方案、检查方案、检查内容、检查要求、检查方法以及对大比例尺地形图的质量评定进行了综合阐述;结合辽源市基础测绘项目质量检查中的生产实践,证明了本篇论文在生产实践中的可行性.

关键词： 北斗卫星导航系统   组合观测值   周跳探测与修复   模糊度解算   北斗恒星日滤波  

摘要： 北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统,不同于美国的GPS系统和俄罗斯的GLONASS系统,北斗系统还是全球首个具备全星座播发三种频率卫星导航信号能力的卫星导航系统。多频观测值是未来全球卫星导航系统发展的趋势,多频观测值的出现不仅极大地增加了多余观测值,提高了卫星定位系统的稳定性和可靠性,同时更意味着可以形成更多性质优良的组合观测值,这些组合观测值一般都具有较长的波长,同时其电离层延迟及组合噪声较小,利用这些组合观测值可以显著提高导航定位的精度。鉴于多频观测值的诸多优势,开展对北斗三频组合定位算法的研究有着十分重要的现实意义。本文重点研究了北斗三频观测值组合理论、基于三频观测值的三频周跳探测算法和三频模糊度解算算法以及基于奇异谱分析法的北斗恒星日滤波算法,主要研究工作如下:(1)从北斗系统观测方程出发,推导了三频组合观测值的观测方程及其各项误差的表达式,并分析了各项误差之间的关系,最后以波长、电离层延迟以及观测噪声为标准选取了最优整系数线性组合,结果表明:满足较长波长并且电离层延迟和观测噪声较小的组合观测值其系数之和等于零;(2)研究了两种基于三频观测值的周跳探测与修复方法:伪距相位组合法和无几何相位组合法。介绍了两种方法的周跳探测原理,然后分析了两种周跳探测方法各自存在的局限性,并针对伪距相位组合法探测周跳时容易受到电离层延迟影响的不足,提出了一种新的顾及伪距组合系数的弱电离层周跳探测方法。首先在构造周跳检测量时通过设定伪距相位组合的电离层延迟系数阈值并以周跳估值的标准差最小为原则搜索得到具有最小电离层延迟系数的伪距相位组合系数,筛选出的伪距相位组合电离层延迟影响不大于0.06周,然后采用2个上述伪距相位组合和1个无几何相位组合进行联合周跳探测。最后利用不同采样率的北斗三频观测数据进行验证,结果表明:本文提出的周跳探测方法受电离层延迟影响较小且不存在不敏感周跳组合,能准确探测各种周跳组合。(3)研究了单历元模糊度解算TCAR算法,介绍了其分步解算模糊度的步骤,并用一组实测数据检验了其在中长基线情况下的解算效果。然后介绍了削弱电离层延迟影响的优化TCAR算法,在此基础上给出了一种考虑北斗系统三频伪距噪声水平的改进方法,考虑北斗系统三频伪距噪声水平的不同对线性组合的系数进行优化,降低了线性组合的观测噪声,最后用一组长为43km的北斗基线数据进行了验证,结果表明:改进后的优化TCAR算法模糊度解算成功率有了明显的提高;(4)研究了基于奇异谱分析的北斗恒星日滤波算法,采用相空间重构Cao算法来确定奇异谱嵌入维度,并针对Cao算法的不足提出改进,提高了SSA算法的准确性和计算效率。分析了北斗系统不同星座卫星的轨道重复周期特性,通过计算确定了北斗系统多路径误差的周期约为86160s。利用奇异谱分析法和传统小波分析方法对北斗短基线解算结果进行恒星日滤波处理。结果表明,本文提出的奇异谱分析法多路径滤波效果优于小波滤波法,能较好的消除原始坐标序列中的多路径误差。

关键词： GPS   北斗卫星导航系统   大气可降水量   轨道误差   年变化  

摘要： 地基GNSS是20世纪90年代提出的一种探测大气水汽含量的方法,获取高精度的大气水汽产品是数值预报等气象业务的需求。随着国内外GPS系统的研究日渐成熟,国内自主研发的北斗卫星导航系统逐步发展起来,中国气象局也致力于推动北斗卫星导航系统在遥测水汽方面的应用。本文主要基于中国大陆构造环境监测网络和北斗地基增强系统平台,利用其观测数据,使用GAMIT软件和PANDA软件,分别进行地基GPS和北斗反演大气可降水量(PWV)的试验,对反演的方法、精度进行了分析,结合资料,初步分析了我国水汽总量的日、年变化规律,主要内容如下:本文采用2016年GPS站点的观测数据和GAMIT软件,利用超快速星历(IGU)的实测星历和预报星历分别反演PWV,并以最终星历(IGF)为标准,确定二者对PWV的影响。结果显示:IGU的实测星历和预报星历的轨道误差为4.5cm,造成PWV的误差约为0.09mm,用两种方法反演的PWV在均方差上都小于0.3mm,平均偏差不超过0.06mm,相关系数达到了 99%,说明IGU的实测/PWV和预报PWV在变化上有很好的一致性。以IGF为标准,IGF和IGU实测星历的均方根误差约为0.16mm,与IGU预报星历的均方根误差约为0.327mm,使用预报星历比实测星历误差增大0.167mm,对PWV的结果影响较小,表明使用IGU的实测星历和预报星历可以满足近实时遥测水汽的需求。基于地基GPS探测水汽的原理,分析了 2016年我国GPS反演大气可降水量(GPS/PWV)的时间变化以及在典型月(1、4、7、10月)的空间分布变化,结果显示:GPS/PWV具有显著的季节分布规律,周期性较强,3-5月为GPS/PWV的快速上升阶段;6-8月达到最大,最大值约80 mm;9—11月为GPS/PWV快速下降阶段;12月一次年1月为全年的最低阶段,基本在30mm以下。GPS/PWV的逐小时变化也具有一定的周期性,最大值出现在20时,最小值在06—08时。在典型月,水汽含量的空间分布主要集中在华中、华南、华东地区,其余地区变化幅度较小,并且随着纬度的增加而下降,随着经度的增加而上升。最后,利用2017年北斗地基增强系统中北斗单系统(北斗单模)、GPS单系统(GPS单模)以及GPS和北斗双系统(GPS+BD双模)处理准实时天顶对流层产品的数据资料,对同址的北斗站、GPS站和探空站反演PWV的结果进行比较分析,结果显示:(1)现行北斗地基增强系统所提供的数据,可以有效地用来反演大气柱中总水汽含量,平均偏差都小于1mm,在变化上与GPS系统和探空系统基本一致,对数值预报有一定的指示作用;(2)与GPS系统相比,GPS单模/PWV和GPS+BD双模/PWV的均方差小于2mm,相关系数都大于97%。,表明二者在解算PWV的精度上与GPS系统相当,而北斗单模/PWV的均方根误差为3mm-6mm,相对偏差达到了 15%-20%,其精度与GPS系统还有一定的差距;(3)与探空相比,北斗单模在个别时次变化趋势上存在不一致的情况,其均方差为2.14-6.12mm,相对偏差为15.32%-20.84%,其误差可能是由于探测系统误差等因素造成的,而GPS+BD双模和GPS单模会更加稳定。

关键词： 北斗卫星导航系统   B1频段信号   捕获跟踪  

摘要： 完全由我国自主研发设计且可以实现独立运行的北斗卫星导航系统,在我国关于全球卫星导航系统研究中有着里程碑式的重要意义.该系统信号使用了当前全球最为先进的正交相移键控调制方式,不仅使得数据传输速度得到明显加快,同时也有效控制了信号干扰情况的出现,使得定位性能得到大幅提升.在这一背景下,本文将以北斗卫星导航系统作为主要研究对象,通过从探究其具体结构和基本特征入手,着重围绕北斗卫星导航系统B1频段信号进行简要分析研究.

关键词： 实时动态定位   整周模糊度   单站实时动态定位   北斗卫星导航系统   单历元  

摘要： 实时动态定位(Real Time Kinematic,RTK)是一种可以实时处理两个接收机载波相位观测数据并通过相位差分处理方法,解算出厘米级的定位结果的定位方法。这种定位方法具有操作性强、应用范围广等优点,可为动态移动目标如车辆、船舶或飞行器等提供更准确的位置服务。本文研究适用于运动目标的RTK定位算法,主要做了以下工作:首先,熟悉RTK定位技术,结合RINEX数据格式,在机场附近进行跑车实验采集观测数据和导航数据,并对数据进行存储、解析及预处理;其次,对整周模糊度算法,包括宽巷窄巷整周模糊度求解算法、三频整周模糊度求解算法、LAMBDA方法进行仿真、对比,选择适用于北斗卫星导航系统RTK定位技术的整周模糊度求解算法;最后,在RTK定位模型的基础上,研究一种适用于无基准站或无基准站网络的运动目标的RTK定位算法。此算法以常规RTK定位解算结果为真实值,并从数据采样间隔和延迟时间两个影响因素分析算法的定位性能。实验表明,与延迟时间相比,采样间隔对定位精度影响更大。与同样只利用一个接收机进行定位解算的伪距单点定位方法进行实验对比,在北斗系统中新RTK定位算法定位性能更好。分析比较北斗系统和GPS系统RTK静态、动态定位性能及可用性,比较后得出北斗系统RTK定位性能优于GPS系统,北斗系统RTK静态定位及RTK动态定位可用性满足汽车导航、道路车辆定位、静态测量等行业需求。

关键词： 对称点   坐标平面   空间直角坐标系  

摘要： 求空间中点的对称问题可类比平面直角坐标系中点的对称问题.同学们只有掌握对称点的变化规律,才能准确求解空间中点的对称问题,提高解题的能力.一、掌握几种常用的对称点的坐标空间直角坐标系中,任一点P（x,y,z）的几种常用对称点的坐标如下:（1）关于原点对称的点P的坐标是P1（-x,-y,-z）;（2）关于x轴（横轴）对称的点P的坐标是P2（x,-y,-z）;（3）关于y轴（纵轴）对称的点P的坐标是P3(-x,