短基线北斗三频数据模糊度解算方法的比较

首先分析了矩阵变换、无几何CIR、几何CIR、组合观测量PAR、原始观测量PAR五种模糊度解算方法的原理;然后采用短基线北斗三频实测数据对每种方法进行测试和分析比较。结果表明:短基线条件下,无几何CIR算法和矩阵变换算法受电离层延迟和观测噪声的影响较大,模糊度固定成功率比较低,不适用于北斗实测数据;几何CIR算法和组合观测量PAR算法采用组合观测量会放大噪声水平,部分历元的模糊度固定出现错误;原始观测量PAR模糊度固定成功率最高,在本次算例中达到100%。     

实时GPS姿态测量中整周模糊度的快速解算方法

姿态测量核心问题是整周模糊度解算.提出了一种适合实时姿态测量的模糊度解算方法,利用单差平滑伪距进行解算,与传统的模糊度解算方法相比具有许多优点.通过仿真实验验证了该方法的有效性和实用性.     

基于北斗通信的海洋多要素观测系统设计

以低功耗、多参数、安全可靠为设计目标,提出一种基于北斗卫星通信的海洋多要素观测系统设计。设计以嵌入式微控制器STM32F103RET6为核心,实现以漂流浮标为载体的海洋环境噪声测量,同时实现对海洋气温、气压、风速、风向及表层海温的多要素观测;以可充电锂电池组和太阳能电池板组合方式供电,同时进行必要的电源管理,有效提高漂流浮标的工作寿命;采用我国自主知识产权的北斗系统进行定位及双向通信,安全性高。实验表明,基于北斗通信的海洋多要素观测系统设计具有可行性,满足低功耗、多参数、安全可靠的设计要求,为以表面漂流浮标为载体的海洋多要素数据采集控制提供新的硬件设计方法。     

一种优化模糊度搜索方法的研究

对于高精度测量和导航,GPS载波相位整周模糊度的快速求解仍然是一个难点,尤其对于单频接收机。提出一种快速求解整周模糊度的方法,其基本思想采用分步求解,首先应用最小二乘模糊去耦调节法(LAMBDA)搜索出来的模糊度作为初始值,然后应用卫星分组方法降低搜索维数,并应用极大似然准则,构造搜索函数,最后应用最优化原理,搜索出最优的模糊度参数,并从三个方面对其进行检验,即RATIO检验,OVT检验,多项式拟合残差检验。为验证该算法,我们用单频GPS接收机进行了实验,利用本文方法在11 S以内正确确定了模糊度,其基线长误差小于3MM,表明该方法不但可以改进模糊度的搜索速度,而且可以进一步提高其可靠性和成功率。该方法可广泛应用于定向及姿态测量。     

基于北斗短报文的海洋观测实时通信系统的设计与研发

北斗一代和北斗二代短报文每次通信数据长度只有78个字节，每次通信后间隔60秒或者300秒才能进行下一次通信，远远满足不了海洋观测实时通信的需求。设计了一套基于北斗短报文的海洋观测实时通信系统，北斗多卡机作为数据发送端，采用哈夫曼压缩算法将观测数据压缩后分成多个数据包，通过多个北斗卡分别发送，岸站接收系统接收到分包的数据后，将接收的数据包解压缩并整合成完整的观测数据。哈夫曼压缩算法将观测数据压缩50%左右，将1组观测数据压缩后发送3次，通过岸上3个月和海上1个月的测试，观测数据接收成功率达到了96%以上，验证了基于北斗短报文的海洋观测实时通信系统的可行性和实用性。     

基于广西BDS观测数据的PPP算法研究与精度分析

当前我国北斗卫星导航系统(BDS)已正式运行,带动了BDS在其他产业上的广泛应用。研究了基于无电离层组合的BDS PPP算法,以广西BDS观测数据为例,利用我国iGMAS的北斗轨道和钟差产品,分三个不同时段长(0.5h、2h和24h)进行PPP数据处理和定位精度分析。结果表明,采用2h的BDS观测数据进行PPP解算,完全能够满足我国1∶2 000比例尺航摄像控点的测量精度要求。研究成果能够为北斗卫星导航系统在我国低纬地区、以及面向东盟各国推广应用提供技术支持。     

北斗二代卫星导航系统定位精度分析方法研究

卫星导航系统的定位精度主要受观测量的精度和卫星的空间几何分布两方面的影响，GPS等相同轨道分布的卫星导航系统一般采用几何精度因子（GDOP）来分析定位精度。我国的北斗二代卫星导航系统是由三类异质卫星组成的混合星座导航系统，不同轨道卫星定轨误差不同，用户所得到的观测量精度也不相同，因此精密定位精度计算和分析时必须要考虑这种差异。引入了加权几何精度因子（WGDOP），利用模拟观测数据对北斗二代卫星导航系统的定位精度进行了分析。外部检核计算结果表明，精密定位计算时顾及观测量精度差异可进一步提高定位精度。     

“一带一路”区域北斗卫星导航系统定位性能分析

为掌握北斗系统在"一带一路"区域定位性能,利用STK软件分别仿真北斗区域和北斗全球星座。通过建立地面观测站和观测区域,对"一带一路"区域可见性和几何精度因子进行了系统分析。结果表明,北斗区域系统无法全面满足"一带一路"战略需要,而北斗全球系统将为战略的实施提供有力的支撑。     

基于模糊决策理论的重力辅助导航区域选择方法

针对传统重力辅助导航区域选择方法仅利用单一评价指标所导致的评价结果不全面这一缺陷,提出一种基于模糊决策的多指标综合选取方法。首先,应用该方法计算目标区域重力异常的标准差、粗糙度、相关系数、重力信息熵和重力坡度等表征重力特征的统计参量;然后,利用模糊决策理论方法求解出指标的隶属度矩阵和权阵,得到区域总的评价指数;最后,依据总评价指数进行匹配区选择。仿真结果表明,本方法具有较好的可靠性,评价指数高的区域,其匹配效果更好。     

超大型导管架下水过程实测研究

以某超大型导管架为例,利用惯性元件/GPS组合系统分别对导管架和驳船在下水过程中的运动轨迹进行测量。当导管架处于水面上时,利用精度较高的GPS测量其运动速度;当导管架入水后,GPS失效,利用惯性元件测量导管架加速度;结合姿态矩阵解算导管架和驳船在下水过程中的运动时历;对比导管架运动的实测和数值计算的结果,验证数值计算的准确性。结果显示,采用惯性元件/GPS组合系统可以准确测量出导管架在下水过程中的运动轨迹;数值计算得出的运动幅值略大,原因可能是计算中的阻尼估计不足。     

Attitude determination using a multi‐antenna GPS system for hydrographic applications

A four‐antenna GPS attitude determination system was used to estimate roll, pitch, and heading parameters of a 52‐meter surveying vessel in an operational marine environment. The least squares algorithm for platform attitude estimation using multiple baseline vector observables is presented. An efficient on‐the‐fly carrier phase ambiguity searching method is derived, which utilizes the Cholesky decomposition method and the known baseline constraints between the GPS antennas to construct the potential ambiguity sets on the sphere. The accuracy of the estimated attitude parameters from the GPS multi‐antenna system was assessed with an independent inertial navigation system (INS). Results from sea trials show that the proposed GPS multi‐antenna system and processing algorithms delivered a satisfactory performance under various ship maneuvers. The accuracy of GPS estimated ship attitude parameters is better than 0.06 degrees at an output rate of 10 Hz. Such a performance demonstrates a new alternative means to provide accurate, reliable, and cost‐effective ship attitude information for hydrographic applications.     

电离层折射误差的多频改正方法及精度分析

基于GPS多频观测值的线性组合处理电离层折射误差的原理和方法,推导了电离层延迟的多频消除组合公式,并估计这些线性组合观测值的观测精度和适用范围,验证了用多频观测值组合改正电离层误差的可行性和有效性。GPS现代化后,充分利用增加的第三个导航频率,用三频组合观测值对电离层折射误差进行改正,可以考虑到高阶电离层延迟效应,更有效地提高GPS定位精度。     

ADCP资料处理中的船速计算

船载ADCP具有走航测流的特点,弥补了传统测流仪器只有停船才能观测的不足。它可以同时观测多层海流数据,获取连续性资料。ADCP测得流速是海水相对于船体的速度,在正常观测条件下,船速远大于海水流速,因而船速计算是ADCP资料处理的关键。本文对不同的船速计算方法进行了比较,对使用参考层法计算船速的原理、特点和效果进行了论述。     

多频参激—涡激联合作用下顶张力立管分岔分析

复杂海洋环境中,顶张力立管顶部平台受到不同分量叠加的波浪作用,导致其轴向张力与多个频率相关,系统产生多频参激与涡激的联合振动,其动力学行为变得更为复杂,尤其是分岔和混沌等非线性振动特性有待进一步分析。首先,基于欧拉—伯努利梁理论,引入范德波尔尾流振子,建立和推导受多频参激—涡激联合作用下立管的动力学模型及其运动微分方程;接着,利用伽辽金法得到离散后的常微分方程组,采用多尺度法得到系统共振响应的调谐方程;最后,通过数值算例探究系统在多源和多频载荷联合作用下的共振响应。结果表明：对于多频参数激励,其中一个参数激励幅值在立管振动中起主导作用,而另一个会引起分岔的位置、数量和性质发生改变;随质量—阻尼参数增大,系统共振响应幅值整体先增大后减小,各分岔点出现的位置整体先向泄涡频率较大处移动,随后向泄涡频率较小处移动;质量—阻尼参数的变化还可能诱使系统发生倍周期分岔和混沌现象,危害结构安全。此外,采用直接数值积分求解微分方程组,验证近似分析结果,两者吻合较好。     

X波段导航雷达测波的运动补偿

X波段导航雷达测波技术的研究,对于海洋监测具有重要意义。由于舰船姿态等因素导致的运动补偿技术,构成该研究的一个组成部分。文中讨论了X波段导航雷达测波中的运动补偿问题,并给出了一种处理方法。     

GNSS船姿测量方法及对多波束测深精度的影响分析

GNSS船姿测量以其观测误差不随时间累积的特点得到了广泛研究和应用,本文基于三天线GNSS船姿测量方式,构建了波束脚印误差与姿态误差间的关系模型,设计仿真实验分析了基线长度对姿态误差的影响,以及不同水深环境下姿态误差与GNSS定位误差的关系。为突破传统RTK在测量距离上的限制,本文采用PPP、PPK、MBD (动态参考站差分)三种方法进行GNSS船姿计算,并通过海上实验与高精度惯性导航系统进行对比分析,结果表明使用MBD测姿结果要优于PPK和PPP模式,得到的航偏角、横摇角、纵摇角标准差均在0.1°左右,可满足通常情况下多波束测深对姿态精度的要求。     

Measuring capital value in a commercial fishery: A distance function approach

The term “overcapitalized” is frequently used to describe the condition of various fisheries, and to explain why a fishery is in poor condition from a stock status perspective. Often, the concept of overcapitalization is associated with the number of active vessels in a fishery. Although vessel counts are important, they do not fully capture investment or disinvestment in a fishery, and only serve as a crude proxy for a richer concept of fishing capital. A better measure to judge whether overcapitalization is occurring would be the change in capital value for vessels operating, or permitted in a fishery, relative to a benchmark value. Unfortunately, data do not always exist to measure vessel value and associated changes through time. This study presents a method for calculating vessel capital value using a distance function, publicly available vessel sale price data, and non-parametric programming methods. Estimates of value for vessel attributes returned by the distance function are then used to estimate a total value for currently permitted vessels in the northeast region of the United States, and to construct a capital value index for vessels active in the squid, mackerel and butterfish (SMB) fishery between 1996 and 2016. Findings show that the total value of commercially permitted vessels in the northeast region is estimated to be between $606.6 and $769.7 million ($2016). Based on the constructed capital value index, the SMB fishery has undergone a period of disinvestment marked by both declining vessel numbers and capital value.