基于虚拟地理环境的游戏化学习系统与应用

游戏化学习是将计算机游戏应用于教学的一种新的教育手段,相比于传统的课件教学方式,使用虚拟沙盒更能培养学生的动手能力和团队协作能力,甚至能让学生参与游戏化课件的制作与完善。基于虚拟沙盒构建的虚拟地理环境能为地学知识的游戏化学习提供充分的技术条件,为地学知识教学提供了新的方式。大陆漂移模拟、溶洞现象模拟和矿物晶体虚拟仿真等典型应用体现了基于虚拟地理环境的游戏化学习系统的典型特征。     

无人机发动机检测系统设计

介绍一种无人机小型发动机的检测系统。基于该系统进行了机械机构设计,硬件设计采用PCI体系结构,软件以C++Builder作为开发平台。检测系统可以对发动机进行各种试验,控制发动机的运行状态,并实时采集和记录动态试验数据。该系统已成功应用于无人机发动机的地面检测,具有成本低、性能优、维护方便和可靠性高等特点。通过发动机的试验,得到了完整的试验数据,保证无人机发动机始终处于良好的工作状态。     

多旋翼无人机倾斜摄影技术助力土地储备潜力精准分析

为加强土地储备统筹管理与精准调控力度，提高土地储备潜力区选取、研判以及精准分析效率。本文在论述多旋翼无人机应用于土地储备精准分析优势的基础上，提出了基于多旋翼无人机技术的土地储备精准分析方案。以济南市为例，综合性、创新性的利用测绘地理信息新技术，从土地储备潜力区识别、实景三维模型构建、建筑房屋信息采集、储备成本收益经济分析以及档案资料管理等方面，完成了土地储备潜力精准分析工作。为济南市土地储备管理机构形成“大组团”“大片区”的收储模式，统筹规划全市土地储备工作提供了重要技术支持，同时也为无人机航测技术在土地储备中的广泛应用奠定了基础。     

基于滑模和ESO的四旋翼飞行器遥感机动观测姿态控制

随着无人机(UAV)在民用各个行业应用领域的推广,对精准遥感的需求越来越强烈。旋翼飞行器作为无人机的一种,近年来发展迅速,已成为小范围精准遥感测绘的首选,然而其本身飞行的稳定性与遥感成像效果有着直接联系,因此姿态控制器也成为无人机稳定性能研究的基础问题。针对四旋翼飞行器运动的欠驱动、强耦合和非线性特性,本文提出一种基于滑模和扩张状态观测器（ESO）的姿态控制器,设计了可一系列实验方法来获取模型参数（转动惯量、升力系数、扭矩系数和电机时间常数）,并建立四旋翼各个模块的数学模型。在此模型基础上,采用滑模控制器实现四旋翼飞行器姿态解耦鲁棒控制,通过sat函数替换符号函数改进滑模控制器结构,减缓颤振现象。同时,结合ESO实现对四旋翼姿态回路的系统干扰总和进行实时估计,其中干扰总和包括建模状态间耦合项、未建模动态以及外部干扰,从而对滑模控制器的输出进行实时干扰补偿,实现高品质的四旋翼姿态控制。本文设计2组实验：实际操纵指令跟踪实验;外界实际挂载重物干扰实验。通过实验对这2种四旋翼无人机姿态控制器（基于滑模和ESO的控制器、单独滑模控制器）进行仿真和实际试飞对比。实验结果表明,同等情况下,基于滑模和ESO的控制器能够实现姿态稳定且跟踪误差减少约20%,同时该控制方法增强了四旋翼的抗干扰能力,悬停时姿态角度波动幅度减少约50%,具有实际应用的价值。     

基于以太网的高精度定位系统设计

针对现有多通道定位控制装置数据通信和组网能力有限的问题,设计一种基于以太网的高精度定位系统,以FPGA为核心处理器,结合高性能18位数模和16位模数转换模块、W5300网络通信模块以及PID控制算法。多台定位控制系统可通过交换机或集线器组网,网络传输速度最高可达50Mbps,能实现中心计算机远程设置位置控制参数,以及对位置控制数据的远距离实时采集与分析,不但成本低廉,而且操作方便灵活,适合复杂平台系统的分布式控制,并在测试中通过。     

基于RTK定位的无人机DSM生产质量评估

目前,应用无人机摄影测量技术可以生产出精度优于10 cm的高分辨率数字表面模型（DSM）,但此类DSM的准确性取决于地面控制点（GCP）的数量和分布。一般而言,布设和测量GCP通常是无人机作业中最耗时的,受现场安全性和可接近性限制会妨碍GCP正确放置。差分无人机携带全球导航卫星系统（GNSS）模块能够进行实时动态差分（RTK）测量,为无人机提供曝光时刻厘米级精度的摄站坐标,用于地理参考和控制DSM精度。为更好地发挥差分无人机高精度定位优势,本文引入基于载波相位的双差测量模型对GNSS信号实施解算,并在辅助空中三角测量过程中探索摄站坐标权重影响,在不需要GCP的前提下生产出最高精度的DSM。为合理评估DSM生产质量,本文设计了不同配置方案下的重复性实验,结果表明：这一方法可以在无法大量布设GCP的场合,生产出水平和高程精度优于10 cm的DSM,可极大提升无人机作业效率。     

基于无人机航拍的武汉天兴洲长江大桥桥索PE外观检测技术

介绍一种基于无人机航拍的大桥桥索外观检测方法及其在武汉天兴洲长江大桥桥索聚乙烯（PE）保护套外观检测中的应用。根据桥梁结构特点和桥索分布形式设计一整套飞行检测方案,利用多轴旋翼无人机搭载的高清云台相机,批量密集地采集桥索的表观图像,通过图像处理提取有效信息,并依照现有相关规范对桥索的健康状况作出全面综合评价。无人机航拍较传统的人工吊篮或爬索机器人桥索检修技术具有简单高效、可操作性强等优点,能够高效、精准、全面地实现桥梁桥索的外观检测。     

基于无人机巡检倾斜影像的绝缘子爆片自动检测方法

绝缘子是输电线路中重要的绝缘部件,其运行状况直接影响着输电线路的运行安全,在输电线路运行中具有不可或缺的作用.本文结合无人机巡检高效安全的优点,提出一种基于无人机倾斜影像的绝缘子自爆检测方法,首先以DeepLabV3+深度神经网络为基础网络架构分割绝缘子影像,然后利用绝缘子串中相邻绝缘子片间距一致的特性,对绝缘子进行自...     

基于无人机航测技术的地形图测绘研究

研究高速公路勘察中使用无人机数码航空摄影系统测制地形图,通过实验分析出大比例尺地形图的最佳航测方法及能达到的精度。实验结果显示,在常规控制布点条件下,无人机航测作业使用单台普通数码相机所测图像比例尺在成像比例尺放大10倍范围内,平面精度完全可以满足要求,高程精度不达标,需进一步改进,采用五镜头倾斜航空摄影测量技术可以有效的提高高程精度,达到测量精度要求。     

基于GDAL的无人机影像快速拼接方法研究

在突发地震等自然灾害时,通常利用无人机进行应急航空遥感测绘获取受灾区域影像数据,由于无人机影像数据量较大,采用传统方法拼接速度慢,耗时长。本文提出一种通过影像坐标,快速进行无人机影像拼接方法,并结合实验,利用GDAL及OGR开源库,实现应急航空测绘中无人机正射影像的快速拼接。结果表明,该方法切实可行,有一定的实用价值。     

基于BP神经网络的SAR影像水面舰船检测

分析了水面舰船的SAR成像能力和探测优势。在总结已有的舰船检测方法的基础之上,根据舰船目标在SAR图像中的成像特点,提出了利用BP神经网络实现SAR水面舰船目标识别实验。进一步利用形态学方法对检测结果进行修整,结合已知的SAR图像的像元大小,提取舰船的长度和宽度信息,同时利用原始图像的经纬度内插实现舰船目标中心的定位。结果表明,BP神经网络具有很强的自适应性,在低信噪比的情况下,也能够取得良好的效果。     

基于剖分表达结构的雷达探测范围计算方法

雷达不仅在现代军事中发挥着至关重要的作用,也被广泛应用于社会经济发展和科学研究等领域。如何科学表达并计算真实环境下雷达探测范围是当前研究热点。目前已有算法采用几何光学和数学建模的思路,存在计算量大、复杂度高等问题,导致算法效率低。本文基于空间剖分结构提出一种雷达探测范围的计算方法,该方法采用剖分的思想,实现了地形影响下雷达探测范围和多雷达探测范围的计算及可视化,具备计算简单、算法复杂度低等特点。实验表明,该算法具备很好的表达效果与计算能力,算法效率较传统方法明显提高,为雷达探测范围的计算提供了一条新的解决途径。     

位置服务的上下文信息模型

在位置服务领域,用户所处环境的上下文信息在分析、处理请求,以及推送相应的位置信息服务方面发挥着至关重要的作用。目前,如何存储和管理上下文位置信息缺乏统一的模型和标准,本文对此提出了一种全新的位置服务的上下文信息模型。利用User Context（< User >,< Time >,< Location >,< Surroundings >,< Demand >）5元素模型描述位置服务上下文信息中5个信息元素（用户信息、时间信息、位置信息、环境信息、用户需求信息）,这5个信息元素均是直接因素,彼此独立且获取方便,人为干预少;同时,利用数据库技术可将5元素模型抽象成5元素表形式存储于数据表中,以便高效检索。最后,通过分析5元素模型中的不同信息元素,可推理出基于搜索关键词的用户需求偏好及基于时间和位置信息的用户轨迹（用户行为、热点区域、用户兴趣）。     

基于LMS滤波的地基增强系统电离层异常检测

针对地基增强系统(GBAS)中传统电离层异常检测方法无法同时兼顾检测精度与灵敏度的问题,通过构造单通道变步长最小均方(LMS)自适应滤波器以抑制伪码-载波偏离度高频噪声。单通道LMS自适应滤波器是在标准双通道LMS自适应滤波器的基础上,利用被检测信号短时相关性及其量化噪声的非相关性,构造一个采用被检测信号延时量作为参考输入的自适应滤波器,同时对Sigmoid函数进行改进,使得自适应滤波器在前期收敛速度快,且待滤波器收敛后保持较高稳定性。实验结果表明,在相同卫星仰角与电离层时间梯度值下,采用LMS自适应滤波器后电离层异常检测时间缩短,且当电离层时间梯度较小时,该方法也能够实现异常检测,验证了其有效性。     

基于消费级无人机倾斜影像的高精度裸眼三维测图方法研究

近年来,基于消费级无人机搭载专业相机开展摄影测量,精度已达到测量级要求,并在多个行业得到推广应用.本文以当前开展的房地一体化测量工作为研究对象,探索出利用消费级无人机搭载专业相机获取倾斜影像,自动生成实景三维模型,并利用EPS专业软件开展裸眼三维测图的技术路线,并对测量结果进行精度验证.结果 表明,航高低于100 m,...     

基于ArcGIS Engine的自主旅游信息系统的设计和实现

传统旅游信息系统注重旅游信息的查询以及决策和管理,很少有自主发布信息的、个性化的、注重自主享受旅游和回顾评价旅游过程的信息系统出现。为此,本文以C#语言为基础用Arc GIS Engine二次开发的方法,设计和实现了一个自主旅游信息系统原型,详细剖析了该系统的设计和实现流程,测试表明该系统能初步满足游客个性化旅游的要求,为宣传"智慧旅游"提供了新的方法和手段。     

系统偏差常数弧段估计策略对多系统静态精密单点定位的影响

为探讨系统偏差最优估计策略,利用IGS提供的GPS、BDS、GLONASS和Galileo 四系统的观测数据以及GFZ提供的精密卫星钟差和精密轨道产品,将系统偏差（ISB）按照高斯白噪声、20 min、30 min、1 h、2 h分段常数进行单天静态解,分别获得E、N、U方向上的坐标偏差,分析不同系统偏差求解策略下多系统融合PPP的收敛时间和定位精度。结果表明,在多系统融合静态PPP中,从观测模型强度与定位结果稳定性和可靠性角度综合考虑,对ISB采用20 min分段常数估计策略是最优的,静态PPP收敛时间在30 min左右,收敛后的定位精度E方向优于2 cm、N方向优于1 cm、U方向优于5 cm。     

一种新的基于相关性的层次型分布式入侵检测模型

针对传统的分布式入侵检测模型的局限性,提出了一种新的基于相关性的层次型分布式入侵检测模型,有效地解决分布式模型中通信代价和检测准确性的矛盾。核心思想是:检测代理间的协作程度应该和其相关性成正比。通过量化检测代理间的相关性,将整个分布式系统分割成多个高度相关的子系统,而子系统间通过动态代言人机制进行协作,有效地减少分布式系统中低价值的通信。最后从理论上证明了有效性和高效性。     

基于Android的电力规划信息系统设计与实现

智能移动终端的飞速发展为电力规划信息在移动平台的展示提供了新的机遇。本文针对离线式移动GIS的特点和优势,结合电力信息系统移动客户端的建设情况,从移动GIS的架构、应用模式、数据组织方案、移动GIS关键技术及实现等方面进行了探讨建立一个基于Android的电力规划信息系统。     

军事地理信息系统构想与空间决策分析

地理信息系统具有强大的空间分析功能,因此其在军事领域中,特别是同武警部队执勤、处突和反恐怖任务结合起来,综合地、动态地获取、管理和分析区域内地理环境信息及军事专题属性信息,服务于执勤、处突环境分析和辅助决策的指挥自动化应用系统,充分发挥其效益,是一种尝试。基于地理信息系统软件ArcView3.2,武警北京总队军事地理信息系统演示系统突出强调了网络分析功能、地图绘制功能及三维模拟分析功能;系统主要由最佳路线、机动支援、空间分析、制图绘图、三维模拟及卫星影像6个子功能模块组成,实现了北京地区二环线内武警机动部队的最佳路线、最近设施的选择、军事地图的绘制与输出、北京天安门地区的三维模拟显示。该演示系统能为指挥自动化系统进行辅助决策提供地理信息保障,实现北京地区的军事地理信息互通及共享,提高工作效率,节约人力物力资源。