GPS卫星精密星历的实时确定

建立了一种GPS卫星实时轨道确定的新算法。该算法用法方程叠加方法更新卫星轨道参数,然后根据卫星轨道与卫星轨道参数之间的数值微分关系计算新的卫星轨道,并详细分析了用中国GPS跟踪网数据实时定轨的结果。     

应用EKF平滑算法提高GPS/INS定位定姿精度

为了提高城市遮挡环境下GPS较长时间(60s)无法单独定位情况下GPS/INS组合定位定姿精度,研究了扩展卡尔曼滤波及其RTS(Rauch Tung Striebel)平滑算法;同时给出了基于ψ角惯导误差模型的GPS/INS组合系统状态方程和基于位置、速度更新的量测方程。实验中模拟GPS信号失锁60s,应用RTS后处理算法进行了GPS/INS组合数据处理。结果表明,扩展卡尔曼滤波EKF平滑算法可以有效地提高城市遮挡环境下GPS/INS组合定位定姿精度,特别是对GPS失锁的情况。从而很大程度上降低对高成本惯导的依赖。     

利用半参数模型精化GPS绝对定位中残余的系统偏差

为了减弱GPS单点定位中残余的系统偏差对参数估值精度的影响,在误差方程中引入一非参数分量来表示测量中残余的系统误差,即利用半参数模型来精化GPS绝对定位的函数模型。最后利用实测GPS数据检验了此算法的有效性,计算结果表明在一定程度上该算法不仅能够提高参数估值的精度,而且还能提取出平差模型中残余的系统偏差。但因为半参数模型在测量数据处理中的应用才刚刚起步,还有许多问题值得在理论与实践上进行深入的探讨与研究。     

一种GPS/GLONASS/INS数据融合算法

针对卫星导航系统和惯性导航系统(INS)的不同特性,提出了一种GPS/GLONASS/INS数据融合算法。采用差分自适应检测算法、改进码平均相位算法以及位置联合解算方法实现了GPS/GLONASS数据融合,借助于改进的粒子滤波器、INS误差模型建立系统状态方程和观测方程,完成GPS/GLONASS系统速度值和INS系统速度值数据融合,提高组合导航系统精度和可靠性。使用真实数据对数据融合算法性能进行仿真分析,结果表明所设计算法是有效的,能够处理非线性非高斯条件下的滤波估计,提高滤波精度和系统可靠性。     

GPS基线解算的理论与预算法及其在变形监测中的应用研究

本论文研究的主要内容是GPS基线数据处理的理论、算法及其在变形监测方面的应用,特别侧重于GPS静、动态基线的快速、可靠解算方法的研究,主要的研究内容及结论如下: 1.系统地分析和讨论了GPS基线解算的观测方程,分析了观测方程的多余观测数、秩亏及参数的可估性问题,给出了当观测时间短时近似秩亏问题解决的有关措施. 2.系统地分析和讨论了GPS数据处理的质量控制问题,详细讨论了GPS数据处理时系统的可靠性及衡量可靠性的重要指标一最小可探测偏差(MDB),对常用的一些GPS基线模型的MDB进行了详细的分析和讨论.     

基于最小二乘拟合的GPS数据有损压缩算法

为了解决车辆监控中心海量GPS数据的存储问题,给出了一套基于最小二乘法拟合速度的GPS数据压缩和还原算法。对实测GPS数据以及压缩还原后的数据,研究表明,基于最小二乘法拟合速度的GPS数据压缩和还原算法可有效提高GPS车辆定位数据的压缩率和还原后的精度。     

平面控制网网点优化排序研究

本文利用法方程系数阵的稀疏性,将Banker算法和RCM算法应用于平面控制网数据处理,实现网点自动优化排序,压缩了法方程系数阵的存贮空间。借助于各类平面网平差模型对Banker 算法和RCM算法进行了比较、分析。采用优化排序算法不仅能扩大微机的解算容量,同时也提高了解算速度,减少了计算过程中的舍入误差,且适用于任意平面网、高程网,GPS网的自动化数据处理。     

GPS附合网3维平差的方法和应用

提出对城市及工程GPS网作附合网平差的意义和方法.在所研制的软件中采用消去未知参数及附加基准方程两种算法,经实测GPS附合网数据验证,所得结果完全相同.     

GPS数据实时通讯中数据解码问题的算法研究

在GPS测量工作中,经常需将测量数据进行实时的传输和处理。然而,GPS测量数据的实时处理是以其正确解码为前提的。在分析串口通讯中数据传统解码算法的基础上,提出了一种直接基于字节数据的实用算法。通过对Ashtech UZ-12型GPS接收机实时传输数据解码试验,证明此算法是一种简单、高效、易于通过编程实现的GPS数据解码算法。     

基于移除-恢复法的GPS水准高差拟合方法研究

讨论了将GPS测得的大地高差转换为正常高差的基本原理和算法,研究了移除-恢复算法在GPS高差转换中的应用。利用该算法对某一线路GPS大地高差观测数据进行了处理,结果表明基于移除-恢复法的GPS高差转换方法能改善高差转换精度,具有很好的实用价值。     

地理信息公共服务平台数据更新技术——以数字沈阳地理空间框架为例

结合沈阳市地理信息公共服务平台数据更新项目,研究地理共享平台数据的更新方式、更新技术以及更新发布一体化流程等关键技术。采用增量更新技术矢量数据,基于历史要素与现势要素节点、分线段的位置关系,检测并提取数据库中更新的要素;利用分词检测方法检测地名信息的匹配度,进行地名数据的更新;基于地名与路网数据,对公交数据进行检测、采集、优化等流程,完成公交数据的更新;并建立平台数据更新与发布一体化流程。经过作业流程控制与编写辅助程序,极大提高数据更新的速度与质量控制水平。     

一种改进的Marchal地图匹配算法

目前导航系统主要使用的是矢量地图,这种地图的更新周期比较长,新修的道路无法及时在地图上体现出来,使用这种不完整的地图进行地图匹配往往会导致错误的结果。为了解决此问题,本文提出了改进的Marchal匹配算法,并结合影像导航中的遥感影像对匹配信息进行实时反馈,实验结果表明,该算法可以较好地纠正矢量数据不完整时产生的错误,很大程度上提高了匹配的准确性,弥补了矢量地图导航时的不足,可以为影像导航系统提供保障服务。     

On estimating gravity anomalies— A comparison of least squares collocation with conventional least squares techniques

The least squares collocation algorithm for estimating gravity anomalies from geodetic data is shown to be an application of the well known regression equations which provide the mean and covariance of a random vector (gravity anomalies) given a realization of a correlated random vector (geodetic data). It is also shown that the collocation solution for gravity anomalies is equivalent to the conventional least-squares-Stokes' function solution when the conventional solution utilizes properly weighted zero a priori estimates. The mathematical and physical assumptions underlying the least squares collocation estimator are described.     

面向道路网VGI数据的匹配与融合方法

自发地理信息(VGI)是一种新兴的地理数据采集方式,具有数据更新快、细节丰富、覆盖范围广等优势。利用VGI数据可以对道路网实现快速更新;但是由于VGI数据是非专业自发共享的,且数据采集时多使用非专业设备,所以存在数据质量不高的问题。大量VGI数据对同一地理要素的重复采集与融合处理则可改善数据的质量,文中以多人采集的道路网数据为例,结合矢量要素的匹配与融合理论,设计一种适用于道路网VGI数据的匹配与融合算法。首先在路段结点处建立缓冲区进行结点匹配,再根据路段距离相似度进行路段匹配,最后再利用Delaunay三角剖分融合算法对匹配后的同名路段进行融合。将匹配融合后的道路网与原始道路网VGI数据及Google影像图叠加对比分析,结果表明利用本文算法可有效地实现道路网VGI数据的匹配与融合。     

基于两步最小均方的宽带波束形成算法

针对空时二维滤波器结构,提出了修正两步最小均方波束形成算法,通过修正每次迭代运算中的期望阵列响应幅度和方向矩阵,显著地减少了矩阵运算量,达到快速准确求解期望方向图的相位和相应权矢量的目的。该算法在不改变天线阵元数的情况下,比传统空域滤波增加了时域处理维数,提高了波束形成质量,并利用了期望方向图相位的随机性,通过迭代更新期望方向图的相位和相应权矢量,实现了方向图的旁瓣控制,理论上可以形成任意控制的旁瓣波束,满足不同应用场合的需求。经计算机仿真实验,算法可以很好的收敛到期望的方向图,验证了该算法的有效性。该算法可广泛应用于多天线的GNSS导航接收机或抗干扰接收机中,在提高接收机在复杂环境下的可用性和灵敏度上具有重要的意义。     

基于GPS矢量观测信息的姿态确定算法

用于GPS姿态确定的矢量化算法可等价于两级最优问题。第一级把GPS载波相位观测量转换为矢量观测量。第二级是Wahba问题,即从矢量观测量获得最佳姿态解。Wahba问题可用四元数法求解,如QUEST方法。本文采用基于小角度的迭代法求解Wahba问题。在均衡星座或均衡基线务件下,两级最优解亦是全局最优解。实验结果表明迭代解的精度与QUEST解相同。实验中也应用了改进的TRIAD算法以比较两级最优解。     

一种基于先验知识的矢量边界更新方法

本文针对GIS中地物矢量边界更新繁琐、低效的问题, 提出一种以GIS数据作为先验知识的简便矢量边界更新方法.该方法针对GIS线性矢量边界只需有限个拐点描述的特性, 将对边界寻找转化为直接对矢量边界上拐点位置的确定, 简化了变化检测与更新过程.以TM遥感影像为数据源,矢量shape文件为先验知识, 分别利用该方法检测、更新扎龙湿地内克钦湖、东升水库以及一块沼泽地边界.并运用简化的缓冲区检测算法计算拐点更新准确率, 同时对本文结果与手动更新结果的相似性进行计算与分析.实验结果表明, 本方法不但简化了变化检测和更新过程, 而且可以得到接近手动更新方法的准确率, 并且更新后矢量多边形与手动更新所得到的矢量多边形保持了较高相似性, 达到了较好的效果.     

基于K-近邻搜索的点云初始配准

为了使用最近点迭代算法(ICP)实现点云的精确配准,需要点云有良好的初始姿态,这可以通过点云的粗配准实现。本文结合K-近邻搜索和法向量估计,通过组建不变角度作为匹配特征,求解旋转矩阵和平移向量实现粗配准,方法由Matlab7.1编程实现。具体的实验结果表明,利用该方法能得到理想的粗配准效果,可以进一步应用ICP算法实现精确配准,该方法是有效的。     

蚁群-势场算法在水下重力辅助导航航迹规划中的应用

水下潜器航迹处于重力特征变化明显的适配区域才能保证重力辅助导航的有效实施,因此在重力匹配导航阶段,潜器的航迹规划至关重要。本文首先依据重力统计特征参数对水下潜器航行区域进行适配性划分,并给出适配、非适配区标签;然后在蚁群算法进行航迹规划的基础上引入人工势场算法,重新构建启发函数,避免了蚁群算法的局部最优问题;同时利用最大-最小蚁群系统改进算法信息素更新规则,防止了"早熟"现象发生。仿真试验结果表明,本文提出的蚁群-势场算法可以有效解决水下潜器在重力辅助导航中的航迹优化问题,提高了问题解的可行性。     

一种基于分步式滤波的多传感器组合导航系统算法研究

提出了一种多传感器组合导航系统的分步滤波算法。当所有传感器的观测值到来时,首先对该时刻的系统状态进行预测,然后利用常规卡尔曼滤波器和各导航传感器的观测值依次对该时刻的状态向量估计值进行更新,进而得到该时刻状态向量基于全局信息的最优融合估计。最后利用GPS/SST/高度表/SINS多组合导航系统对上述算法进行验证。仿真结果表明,该算法与集中式卡尔曼滤波算法的估计精度相同,但计算量得到降低。