海底膨胀弯法兰姿态测量方法

海底管道膨胀弯连接工程对姿态测量的精度要求较高，惯导(INS)作为目前工程应用上精度比较高的姿态测量设备，将其安装在待测平面之上，经过数据采集处理可以完成高精度的姿态测量工作。文章对姿态角进行了介绍，分析了由于仪器和待测平面轴线不平行引起的俯仰角和横滚角的安装误差，提出了一种仪器安装误差角度测量方法。在陆地模拟水下膨胀弯法兰的姿态测量，分别计算和改正俯仰角(Pitch)和横滚角(Roll)的安装误差，将得到的改正后值与全站仪所测姿态值进行对比，Pitch差值为0.026°,Roll差值为0.015°,满足实际工程0.05°的需求。     

基于多项式模型的相机测试转台精度改进方法

转台是数字相机实验室校准中的关键性设备。基于误差传递理论,研究分析了转台测角精度对数字相机校准结果的影响关系式。对转台进行了测试,测试结果表明:该转台测角精度较差,难以满足数字相机校准的要求。针对此种情况,在误差理论研究与分析的基础上,提出了采用一般多项式模型进行转台测角精度改进的方法,进行了误差修正试验。结果表明该方法能有效消除转台系统误差,大幅提高转台的测角精度,使数字相机校准精度提高约10倍。     

视觉辅助下的室内惯导位姿修正

惯性导航系统可以短期内提供连续的高精度信息,但是误差会随时间增大,不能长期独立工作。而在大型仓库、地下停车场等室内卫星信号薄弱的场景中,传统的惯导+卫星组合方法也不再适用。针对该问题,本文提出了一种视觉与惯导组合定位的方法。本文研究的惯导+视觉组合的定位方法中,采用基于合作目标的单目视觉定位方法对惯导误差进行修正。对于惯导误差的修正方法,本文利用视觉定位的位姿信息建立量测方程,进行卡尔曼滤波,并选取合适的试验设备,通过实际试验对比验证了该算法对惯导系统误差的修正具有良好的效果。     

基于捷联惯导的航空矢量重力测量的降阶滤波算法

捷联惯导系统(SINS)在航空矢量重力测量中的基本功能是比力测量,但是纯惯导不能满足精度要求,因此通常采用卡尔曼滤波SINS/DGPS组合导航来提高比力测量的精度。通过误差状态可观性分析设计一种新的降阶滤波算法,该算法使得比力测量分系统的概念更加明晰,并通过仿真验证新算法的正确性。     

基于线结构光视觉方法的绝缘子防污参数测量

提出了基于结构光视觉量测原理的绝缘子防污参数测量方法,采用非接触的测量方式高效地获取绝缘子带有结构光条影像,充分利用摄影测量、视觉量测技术和目标旋转体的几何结构特性,实现了变电站输变电设备带电工作状态下的绝缘子几何模型重建和防污参数量测。试验证明,该方法的自动化程度和精度可以满足绝缘子防污参数工程测量的要求,为变电设备调爬、带电水冲洗等防污工作的开展提供高精度的数据服务。     

倾斜摄影测量和惯导RTK在农村宅基地确权中的应用

贵州省地形复杂,地块破碎,农村宅基地形状不规则,且房屋多在植被高且茂密的地方,导致实地作业难度大、耗时多,常规RTK信号易被中断。针对该问题,本文考虑倾斜摄影技术和惯导RTK的优势,提出了一种倾斜摄影测量技术和惯导RTK技术在农村宅基地确权中的应用方法,旨在高效率地完成贵州省农村宅基地确权工作。在贵州省纳雍县董地乡新华村进行农村宅基地确权测量试验,采用全站仪对研究区的界址点点位、界址线边长及宗地面积的高精度观测进行验证,并从两个角度详细阐述了该方法的可行性:一是对全站仪数据和倾斜摄影技术图解法得到的数据进行对比分析和精度评定;二是对全站仪数据和惯导RTK解析法得到的数据进行对比分析。试验结果表明,倾斜摄影测量的图解法成果数据满足《地籍调查规程》(TD/T 1001—2012)中图解法1∶1000地籍图的要求,惯导RTK的解析法成果数据满足该规程中解析法二级精度的要求。基于此,该方法在农村宅基地确权中表现出精度高、操作性强、耗时低的优势,可为喀斯特山区农村宅基地确权提供一种可复制性强的参考方法。     

经纬仪工业测量系统在标定圆形GNSS天线中的应用

根据移动测量系统中惯性导航(简称惯导)坐标系与G PS天线相位中心坐标位置的高精度标定要求,基于Axyz/MTM工业测量系统设计一套针对传感器(文中以圆形天线头相位中心标定为例)的无接触测量方案,采用电子经纬仪高精度测角的原理,两台电子经纬仪进行空间前方交会单点坐标测量.根据惯导底部8个特征点建立惯导坐标系,利用GPS天线接缝处做辅助线的方法计算出其相位中心,坐标转换得出GPS天线相位中心在惯导系下的坐标,用于工作中实时纠正惯导的漂移,取得良好的效果.     

基于多技术融合的潮间带地形测量应用实践

由于测量条件的特殊性,潮间带地形测量一直是测量工作中的难点:测量的完整性和精度难以得到保证,需要采用合理和切实可行的技术方案加以解决。论述了几种潮间带地形测量的技术方案和案例,结果表明,满足精度要求的三维GNSS控制网是进行潮间带地形测量的基础;以无人(有人)测船为平台的RTK三维水深测量系统能提高水深测量的精度和可靠性,消除动吃水的影响;无人机载激光雷达系统能直接测量淤泥滩涂的泥面高程;无人机低空摄影测量技术在进行滩涂测量时需要布设一定数量的像控点;气垫船可作为滩涂测量的载具和平台。本研究可为近海潮间带区域和河口感潮水域的测量工作提供参考。     

航测多功能综合检校场自动对中地标的设置

为满足摄影测量免像控点的直接法测图(DR)的生产市场需求,对相机进行独立检验的现状已无法满足DR测图相机的检校需求,必须建设针对DR测图设备的集成系统进行全面检校的综合场地。本文结合863项目的实施,对项目实施中所建立的地对地模拟实验场建设中的地标问题进行了探讨,根据模拟飞行高度50m的大比例尺地形测量需要,确定地标点的测量精度为±1㎜的精度,设计了适合摄影用的地标形状、大小、颜色,在此基础上设计出满足±1㎜的强制对中设备,可满足不同摄影相机的需要,特别是对作业用的对中设备的检验方法进行了全面系统检验方案设计。     

惯导型轨检仪轨道测量精度检测方法研讨

根据当前轨检仪检定规程中尚不明确的部分,提出了更加合理的检测轨检仪实际测量精度的方法。介绍了测量检测场地轨道基础数据的方法,以及如何对轨检仪轨道测量实测数据进行精度分析。最后以某惯导型轨检仪的实际检测为例,对比了本文方法与检定规程方法的差异,验证了本文方法的正确性,并对所检测轨检仪的实际轨道测量精度进行了统计分析,可为惯导型轨检仪的检测方法和工程应用提供参考依据。     

车载组合导航数据处理方法研究

在运用组合导航技术进行车辆定位导航过程中,由于环境、导航设备等因素的干扰,导航数据中会包含有较大误差的野值数据,使得导航结果与实际车辆的行驶轨迹发生较大偏差,从而给人们的日常生活带来不便。一方面,错误的导航信息会给用户增加不必要的麻烦,影响智能交通系统的发展;另一方面也影响组合导航技术的应用和推广。为此,本文提出了对车辆低速和车辆停止时的定位数据进行剔除,利用粗差剔除和多项式拟合等方法对定位数据进行分析处理,提高导航定位的准确性。跑车试验证明该方法可以有效地提高定位精度,满足车载导航的需求。     

卫星导航系统导航信号与导航电文设计中的时间要素

从时间要素考虑，卫星导航系统如何支持用户对卫星钟误差的改正，如何支持用户进行实时、无整周模糊地伪距测量以及如何支持多系统兼容定位等，是导航信号与导航电文设计中必须解决的问题。本文在对国外卫星导航系统导航信号与电文设计进行分析研究的基础上，对这些问题进行了一些探讨。     

利用GDAL实现导航道路的外扩线生成

首先概要介绍了目前较为流行的读取地理信息数据的开源库GDAL的基础知识,分析了使用GDAL进行导航数据处理的优势。然后,通过对目前导航地图数据处理需求的分析,探讨了如何利用开源库GDAL实现对导航数据的处理。特别针对导航道路外扩线生成的需求,本文分析了其数学原理,提出了利用几何法和缓冲区法两种方法实现导航道路外扩线的生成。经过试验发现,几何法在运算速度上和接边效果上要优于缓冲区法,而缓冲区法对一条很长道路的拟合效果要优于几何法。     

利用ICCP的水下地磁匹配导航算法

分析了传统水下导航定位方法的局限,研究了基于ICCP的水下地磁自主导航算法。首先,研究了局域地磁场建模方法,认为多面函数构建局域地磁场模型较优;然后,研究了ICCP地磁导航算法,并对其作了改进;最后,以所建立的局域地磁场模型为背景,进行了地磁匹配算法的仿真实验,给出了该算法的精度指标及影响因素。     

卫星导航信号质量监测系统及应用

卫星导航信号质量监测是卫星导航系统设计和运行过程中的重要环节。在介绍国外已建立并运行的卫星导航信号监测系统组成和任务的基础上,从导航信号结构组成入手,阐述了导航信号质量监测的主要内容、系统的设备组成、工作模式,并介绍了该系统在导航信号质量监测中的实际应用。     

Flight test results from a strapdown airborne gravity system

In June 1995, a flight test was carried out over the Rocky Mountains to assess the accuracy of airborne gravity for geoid determination. The gravity system consisted of a strapdown inertial navigation system (INS), two GPS receivers with zero baseline on the airplane and multiple GPS master stations on the ground, and a data logging system. To the best of our knowledge, this was the first time that a strapdown INS has been used for airborne gravimetry. The test was designed to assess repeatability as well as accuracy of airborne gravimetry in a highly variable gravity field. An east-west profile of 250 km across the Rocky Mountains was chosen and four flights over the same ground track were made. The flying altitude was about 5.5km, i.e., between 2.5 and 5.0km above ground, and the average flying speed was about 430km/h. This corresponds to a spatial resolution (half wavelength of cutoff frequency) of 5.07.0km when using filter lengths between 90 and 120s. This resolution is sufficient for geoid determination, but may not satisfy other applications of airborne gravimetry. The evaluation of the internal and external accuracy is based on repeated flights and comparison with upward continued ground gravity using a detailed terrain model. Gravity results from repeated flight lines show that the standard deviation between flights is about 2mGal for a single profile and a filter length of 120s, and about 3mGal for a filter length of 90s. The standard deviation of the difference between airborne gravity upward continued ground gravity is about 3mGal for both filter lengths. A critical discussion of these results and how they relate to the different transfer functions applied, is given in the paper. Two different mathematical approaches to airborne scalar gravimetry are applied and compared, namely strapdown inertial scalar gravimetry (SISG) and rotation invariant scalar gravimetry (RISG). Results show a significantly better performance of the SISG approach for a strapdown INS of this accuracy class. Because of major differences in the error model of the two approaches, the RISG method can be used as an effective reliability check of the SISG method. A spectral analysis of the residual errors of the flight profiles indicates that a relative geoid accuracy of 23cm over distances of 200km (0.1 ppm) can be achieved by this method. Since these results present a first data analysis, it is expected that further improvements are possible as more refined modelling is applied. Received: 19 August 1996 / Accepted: 12 May 1997     

有限状态自动机辅助的行人导航状态匹配算法

行人导航状态的自动识别是行人导航研究的一个难点问题,对提升行人导航软件服务的精准反馈与改善导航性能至关重要,此方面已有的研究工作很少。本文提出了一种基于有限状态自动机的行人导航状态匹配算法,其核心思想是在识别行人动作基础上匹配行人当前导航状态。利用谷歌眼镜及智能手机采集的多种传感器数据对行人动作进行识别,得到其动作特征参数;然后将行人导航状态分为熟悉、陌生及迷路3类,根据有限状态自动机理论建立状态转移模型,设计基于该模型的行人导航状态匹配算法;最后,实现状态匹配算法,通过试验对该算法的有效性进行验证。试验结果表明,该算法能够较好地识别行人导航过程中的状态转移,其中对熟悉向陌生状态转移识别准确度较高,对迷路状态识别准确度达到90%。     

自适应联邦滤波器在GPS-INS-Odometer组合导航的应用

针对多传感器观测信息较多、计算效率较低、对动力学模型误差稳键性不佳的问题,提出了一种自适应联邦滤波器并应用于GPS-INS-Odometer组合导航。首先介绍GPS-INS-Odometer组合导航的动力学模型和观测模型,比较分析了信息分配因子和自适应因子的共同特性,论证了联邦滤波器和自适应滤波器的等价性及其等价成立条件,提出了自适应联邦滤波器的信息分配因子构造方法。最后利用实测数据验证了算法的有效性。结果表明,相比于基于GPS和Odometer(里程计)初始方差构造信息分配因子的联邦滤波器,本文提出的自适应联邦滤波器兼容了联邦滤波器高效计算效率,且具有较好的抵抗动力学模型误差效果,能够有效削弱多传感器动力学模型误差对于导航解算的影响,对直接可测参数和间接可测参数的精度提高均起到了积极的作用。     

提供导航支持的车辆监控系统

本文对GPS与GIS的集成方式、GPS信号的解析、地图匹配、最短路径算法进行了研究，通过GPRS（通用分组无线业务）信息的传输实现监控中心与车辆之间的无线通信和信息交互，来实现车辆导航监控。     

“北斗二代”地面监控站建设方案设想

针对我国自主研发"北斗二代"导航系统建立全球范围的地面监控站面临着巨大难题的现状,本文提出一种仅在国内建立地面监控站以实现对导航卫星进行实时监控、定位、授时等功能的设计方案。对照美国GPS的地面部分功能,从测定导航卫星的空间坐标、卫星钟差估计、导航电文的注入和大气数据采集四个方面分析了该设计方案的可行性,初步得到该方案具有成本低,满足精度要求,实时性较强的特点。