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关键词： 无人机   大比例尺   地形图   测量技术   DEM  

摘要： 随着低空无人机摄影测量技术的发展和完善,大量试验己经表明无人机测绘地形图的精度可以满足1:2 000地形图的要求,该文结合北京某村的测量项目,详细探讨了无人机大比例尺地形图的测量流程,包括航空摄影、像片控制、影像预处理、空中三角测量、DEM/DOM制作、地形图制作及无人机航摄影像成图精度分析等。相信对从事相关工作的同行能有所裨益。

关键词： 机载   GPS轻型机   大比例尺地形图   航测  

摘要： 通过以安徽省无为县的地理环境及相关研究数据为案例，对利用机载GPS辅助轻型机进行1：1000的大比例尺地形图航测的实际应用展开研究，并对这种技术的精度和优势进行了相关研究和探讨。

关键词： 北斗卫星导航系统   信号体制   扩频码   迭代交织码   最大团问题   卫星配对   BCH译码  

摘要： 全球导航卫星系统能够为数量不受限的用户提供全天时、全天候、高精度的定位、导航和授时服务,卫星导航系统成为构成现代化国家和军事能力的重要基础设施。导航信号体制是卫星导航系统成功应用的五项关键技术之一,具有高性能、兼容与互操作、自主知识产权的导航信号体制是北斗全球系统参与全球导航卫星系统竞争的必要条件。在此背景下,本文选择基于码分多址信号体制的基石——扩频码设计和导航信号增强接收为研究重点,研究扩频码的性能测度、构造方法、优选方法、分配方法和基于信号体制的接收增强技术,形成了完整的扩频码设计、评估和应用能力,并应用于北斗全球系统信号体制设计和公开服务信号接收增强。论文的主要工作和创新点如下:1.提出用于扩频码设计、评估的通用研究框架和三个基本原则。从通信、测距、抗干扰、安全对抗和知识产权等五个视角分析了卫星导航扩频码的设计约束,综合扩频码设计已有成果和课题研究实践,提出扩频码设计的通用研究框架和基本原则。在通用研究框架中,扩频码设计被分解为四个基本问题,通用研究框架为扩频码设计分解与协同提供了依据,为扩频码和设计方法的评测提供了基准,扩频码设计应当遵循有限目标、分而治之、设计和评估分离原则。2.提出两种适合任意码长、高性能的扩频码构造方法:迭代交织码和真随机数码。为设计具有兼容与互操作、自主知识产权、高性能的北斗全球系统扩频码,提出基于迭代交织和真随机数的扩频码构造方法。迭代交织码以置换群理论为数学基础,基于随机交织和反馈-迭代环路构造,真随机数码是将无限周期、不可预测的真随机序列截断并变换构造的扩频码,这两种方法可产生任意码长、高性能的扩频码而适用于任意导航信号和扩频通信。在4种典型码长下的性能评测表明:采用新方法构造的扩频码方案与GPS、Galileo和北斗的现有方案比较性能相当或更优,可以作为北斗系统公开服务信号的候选方案。3.提出两种多项式时间、高性能的导航信号扩频码优选方法:贪心算法和最大团模型算法。定量分析扩频码优选的复杂度组成,证明以互相关函数为代表的组合性能测度优化是NP复杂度的原因,提出一种基于分治策略的扩频码优选技术路径。提出优化扩频码互相关性能的贪心算法和最大团模型算法,贪心算法依照当前最优准则将互相关优化转化为扩频码字的多次删除,是一种“减法”策略;基于最大团模型的优化算法使用图论描述扩频码的互相关性,互相关优化转化为最大团的迭代搜索问题,是一种“加法”策略。新的优化算法具有多项式时间复杂度,对码长和数据规模没有限制,基于4种典型扩频码的优化实验表明:在候选码字集合相同的条件下,优化扩频码方案性能优于现有方案。4.完成北斗全球系统的上行信号体制设计,提出一种基于卫星配对的扩频码分配方法。为实现高可靠、高安全性,高效率的北斗导航卫星管控,提出一种“双通道三模式”信号结构并完成详细设计,新扩频码方案在抗干扰性能、自相关和互相关性能显著改善。基于导航卫星的星座拓扑和扩频码互相关性差异,提出一种基于卫星配对的扩频码优化方法,给出卫星信号互不干扰的卫星配对概念。北斗全球系统的扩频码分配实验表明:基于卫星配对的方法只需要15组扩频码即可满足27颗MEO卫星需要,上行信号扩频码相关性改善0.3至0.55dB,下行B1I导航信号扩频码相关性改善1.02至1.74dB,导航接收机搜索扩频码的时间降低44%。5.提出两种低复杂度、近最优的BCH码译码算法用于增强北斗公开服务性能。在分析导航信号体制和接收机灵敏度关系的基础上,通过性能评估证明北斗B1I/B2I接口控制文件(ICD)中的BCH码纠错算法无法实现改善接收机性能的目的。提出两种用于增强北斗接收机性能的近最优BCH码译码算法,低复杂度Chase算法通过伴随式计算和判决测度优化将基本Chase算法复杂度降低了约60%,伴随式辅助的列表译码是一种硬判决和软判决结合的列表译码算法,其复杂度低于Chase算法并且不需要排序运算。这两种译码算法在误码率510-时距离最大似然算法分别为0.01dB和0.08dB。

关键词： 无人机   低空摄影测量   空三加密   大比例尺地形图   应用研究  

摘要： 低空无人机由于自重小、机动性强、操作维护便捷等优点在获取大比例尺地图测绘数据中具有重要的应用前景。本文将以测图鹰X-100为例,就其在大比例尺地形图测绘中的应用展开探讨,并从数据采集、空三加密、正射影像图输出、数字线划图以及三维图生成等方面进行研究,以有效解决低空无人机数据处理的关键技术。

关键词： 数字化测图   大比例尺   地形图测绘  

摘要： 随着科学技术的飞速进步,人们对于测量技术的要求也逐渐提高,在这种环境下,数字化测图的兴起满足了社会经济的发展,在大比例尺地形图测绘中得到重要的应用.现阶段,对比他测量技术,数字化测图技术具有很强的优越性,自动化水平高、测量精度高等优势,可以提供高水平的测量服务.本文从数字化测图与传统测图方法的比较优势入手,对数字化测图在大比例尺地形图测绘中的应用进行了分析和探讨.

关键词： 北斗卫星导航系统   双向卡尔曼滤波   抗差估计   Helmert方差分量估计   稳定性分析   光压模型  

摘要： 北斗卫星导航系统由GEO/IGSO/MEO三星座组成,混合星座结构可以实现用较少星座达到较优区域导航定位的功能。而卫星轨道的精度直接影响导航定位的精度,因此开展北斗卫星多星定轨技术的相关理论与算法研究具有重大意义。本文的主要研究内容与研究成果如下:1.系统的介绍了导航卫星精密定轨的基本理论与方法,主要包括卫星动力学模型、卫星的观测模型、轨道数值积分方法、参数估计方法以及轨道结果精度评定方法等。2.研究了双向卡尔曼滤波定轨的基本原理与基本算法,通过实测BDS 18个区域站观测数据,定轨解算分析重叠弧段径向精度可得:GEO卫星定轨径向精度0.2m,IGSO卫星定轨径向精度0.16m,MEO卫星定轨径向精度0.08m;对于含有小粗差的观测数据未在数据预处理阶段剔除的情况,在参数估计中加入抗差估计的方法;针对在测站数不多、历元观测数据不多、星地空间结构不强的情况下,迭代过程有可能将部分粗差分配到正常观测值上而使正常观测值降权的问题,提出了在每次迭代仅对验后标准化残差最大的观测值进行降权处理的抗差算法,提高了定轨精度。3.介绍了三种常用的GPS卫星定轨随机模型,并比较了不同随机模型在BDS卫星双向卡尔曼滤波定轨下的精度。针对BDS卫星导航系统包含有三种不同类型的卫星,采用Helmert方差分量估计的方法来调节不同类型卫星之间的权比,并针对区域站MEO卫星观测值数量少、卡尔曼滤波开始阶段不稳定等问题提出了改进。即待滤波稳定后再进行Helmert方差分量估计,并根据不同类型卫星的数量来进行控制、采取不同的策略。实验结果表明,采用改进的Helmert方差分量估计方法进行BDS卫星卡尔曼滤波定轨,BDS卫星轨道平均径向精度提高了2cm。4.对卡尔曼滤波的稳定性进行了分析研究。研究了状态参数不同初始值对BDS卡尔曼滤波定轨结果的影响,结果表明初始值误差对GEO卫星影响较大,对IGSO卫星和MEO卫星的影响较小。针对在卡尔曼滤波系统不稳定时或观测弧段长度未能使卡尔曼滤波达到稳定时,初始值误差对滤波结果影响较大的情况,提出了将双向卡尔曼滤波定轨解算得到的卫星初始历元状态参数估计值作为初值,其他参数初值重新解算,初始方差保持不变,进行迭代计算的迭代双向卡尔曼滤波定轨算法。实验结果表明,在相同初始先验方差的情况下,迭代双向卡尔曼滤波定轨方法提高了轨道精度。5.介绍了三种常用的GPS光压模型,分别分析比较了其在BDS卫星导航系统中的拟合精度和外推精度,其中BERNE模型对于三类卫星的拟合精度最高,而外推精度各类卫星不一。根据GPS光压模型的发展历程及傅立叶级数形式,在9参数BENRE模型的基础上添加二阶周期项作为基础模型,并对三类卫星分别通过相关系数法进行参数降维,建立了各自独立的光压模型。通过数据验证可得:对于GEO卫星,应采用15参数BERNE光压模型;对于IGSO卫星,应采用13参数BERNE光压模型;对于MEO卫星,应采用9参数BERNE光压模型。

关键词： Antenna arrays  

摘要： In this letter, a compact four-element microstrip patch antenna array for BeiDou navigation satellite system (BDS) operation at the B3 (1268 MHz) band is proposed. High permittivity dielectric substrate and slit-loaded microstrip patch are used to reduce the antenna element size down to 40 mm x 40 mm which implies an aperture size of only lambda(0)/6 x lambda(0)/6 at the B3 band. The right-handed circularly polarized (RHCP) radiation is achieved by connecting two coaxial probes to a 0 degrees-90 degrees stripline hybrid. Four identical antenna elements are distributed with the same polarity and an inter-element separation of 80 mm (lambda(0)/3 at the B3 band). The overall size of the antenna array, including the stripline feeding network and supporting ground plane, is only 140 mm x 140 mm x 5.5 mm. A prototype was fabricated and measured to verify the design concept. Simulated and measured results will be presented and discussed, showing that the proposed BDS antenna array is suitable for BDS applications.

关键词： 北斗卫星导航系统   位置服务   校园安全   校园管理   安全管理平台  

摘要： 近年来,校园暴力等恶性案件时有发生,“校园安全”日益成为各界媒体所关注的话题。社会对校园安全的重视程度逐渐升级,教育部门亦高度重视校园安全方面的建设。教育部要求制定学校安全工作考核目标,并将其纳入教育督导评估体系。就目前已经建设的中小学校园安防管理系统而言,安全管理人员数量相对不足,安防人员安全防范意识和职业素养薄弱,安全管理规范不健全,校园出入口守卫、区域巡逻不规范。与此同时,学生自我保护意识、能力较差。由此导致虽然学校已经采取了相关必要的安全防护建设,校园安全事件依旧频发,且意外事件处理响应时间长,处理不及时,责任无法界定。基于北斗位置服务的平安校园管理系统主要由学生定位终端、校园安全管理系统、家长监护管理系统、家长守护App四大部分组成。系统采用SOA架构实现分层设计,将系统划分接入服务层、业务服务层、Web服务层以及上层应用层。通过学生佩戴北斗定位终端对学生位置等相关信息进行实时采集,配合系统的数据分析和展示,从而实现实时位置查询、历史轨迹查询、SOS报警等功能。改进的电子围栏算法使得电子围栏判断更加精准减少误判。同时系统使用互联网地图作为地图数据支撑,降低了使用成本,提高了用户体验。基于北斗位置服务的平安校园管理系统是专为中小学生打造的安全管理平台,为广大中小学生提供安全的学习、生活环境,为家长提供有效的监护手段,帮学校提高了学生安全管理水平。

关键词： 立体几何   方向向量   二面角   正弦值   空间直角坐标系   平面内   探索性问题  

摘要： 立体几何中的探索性问题既能够考查空间想象能力,又可以考查意志力及探究的能力.一般此类立体几何问题描述的是动态过程,结果具有不唯一性或者隐藏性,往往需要耐心尝试及等价转化,因此,对于常见的探究方法的总结和探究能力的锻炼是必不可少的.ZHONGDIAN NANDIAN重点难点立体几何的计算和证明常常涉及两大问题:一是位置关系,它主要包括线线垂直、线面垂直、线线平行、线面平行;二是度量问题,它主要包括点到线、点到面的距离,线线、线面所成角,面面所成角等.

关键词： 地图制图   AutoCAD   二次开发   VBA   大比例尺地形图   作业效率   工具定制   符号化  

摘要： 针对国民经济建设和社会发展对大比例尺地形图日益增长的需求,分析了当前技术条件下大比例尺地形图制图工作新的特点,总结了AutoCAD大比例尺地形图制图面临的现实问题,阐述了在AutoCAD平台基础上进行二次开发的基本构想。在此基础上,开展AutoCAD大比例尺地形图符号程序化绘制方法、AutoCAD中制图作业流程的数据库表述、快速定制作业交互界面、使用数据库管理维护大比例尺地形图符号库等技术的研究,研究成果包括“AutoCAD快易制图”工具包、AutoCAD绘图工具自主定制方案和AutoCAD大比例尺地形图符号化方案各一套,成果大幅减少了制图工作中的重复劳动,降低了制图工具定制的门槛,提高了AutoCAD处理多种形式原始数据时的灵活性和面向多样化成果应用时的适用性,论文研究的主要内容有:(1)将AutoCAD制图操作流程映射到数据库,实现了作业流程和制图参数的快速自主定制,弥补了通用制图软件在针对性上的不足,能较好的适应具体行业、具体任务和具体用户对制图工具的个性化需求,便于快速解决具体制图作业中的个体性、偶发性问题。(2)工具包基于松散耦合的软件工程思路开发,工具可重用性好,与AutoCAD的常用插件完全兼容;设计的大比例尺地形图符号化方案独立于代码之外,能灵活满足多样化任务需求;绘制的符号图形不依赖于二次开发环境,成果便于开展多样化应用。(3)在AutoCAD地形图符号的程序化绘制中引入“子要素”、“块填充”的概念和方法,解决了AutoCAD中部分复杂符号的程序化绘制等问题;设计实现的“快速符号化”工具,可以将AutoCAD中大量繁琐的符号化操作快速完成。(4)设计的AutoCAD地形图虚拟分幅方法,既满足了成果分幅绘图的需要,又不破坏整块成图数据的完整性,便于数据分析使用,同时节省了图幅间接边和检查修改的工作量,确保了接边质量。