基于GNSS基准站的三级GPS网解算精度分析

随着连续运行基准站技术在大地测量中的广泛应用,连续运行基准站在全国三级GPS网中的布设和数据处理也起到了关键作用,不仅加快了建设速度,加大了布网的灵活度,也保证了起算控制和解算精度。与以前相比,陆态网连续运行基准站分布密度总体上提高了10倍,重点地区提高了100倍,观测手段也有了很大变化。基于网络工程和陆态网络基准站对不同区域三级GPS网进行了解算和精度统计,分析了基准站对三级GPS网精度的影响。     

规模GNSS网数据处理一体化方案与中国大陆水平格网速度场模型构建研究

针对当前大规模GNSS网在数据预处理、组织管理、基准站选取、处理策略、分区方案、质量检核与评估以及现有研究中速度场模型数据量小、连续性不佳、现势性不强等问题,首先基于2011~2017年陆态网260多个连续运行基准站的观测数据探讨大网解算的一体化数据处理流程,给出适用于大规模GNSS网数据处理的优化原则与质量评估方案,并着重分析不同的数据解算成果评估策略,其对大规模GNSS站网的高精度数据解算具有借鉴和参考意义;然后基于解算得到的ITRF2014框架下高精度速度场成果,采用克里金插值构建中国大陆水平格网速度场模型,并利用国内IGS站和陆态网区域站的精确速度值,对格网内插结果进行外部检验,结果表明,东、北方向速度残差的平均误差和中误差均小于2 mm/a,验证了模型的准确性、可靠性、简便性与现势性。     

应用PANDA软件计算中国大陆水平运动速度场

利用PANDA软件计算2011-01～2014-10“陆态网络”所有基准站的单日解坐标,并采用QOCA软件解算基准站水平运动速度场。分析显示,PANDA软件水平定位精度达到2 mm,且根据QOCA软件计算的“陆态网络”基准站水平运动速度场与中国地震局发布的速度场互差RMS在东西、南北方向分别为112 mm/a、0.95 mm/a,表明计算结果准确、可靠。在此基础上,基于速度场数值结果描述了中国大陆相对欧亚板块的水平运动速度场的空间分布特征。     

大规模GNSS网数据处理一体化方案与中国大陆水平格网速度场模型构建研究

针对当前大规模GNSS网在数据预处理、组织管理、基准站选取、处理策略、分区方案、质量检核与评估以及现有研究中速度场模型数据量小、连续性不佳、现势性不强等问题,首先基于2011～2017年陆态网260多个连续运行基准站的观测数据探讨大网解算的一体化数据处理流程,给出适用于大规模GNSS网数据处理的优化原则与质量评估方案,并着重分析不同的数据解算成果评估策略,其对大规模GNSS站网的高精度数据解算具有借鉴和参考意义;然后基于解算得到的ITRF2014框架下高精度速度场成果,采用克里金插值构建中国大陆水平格网速度场模型,并利用国内IGS站和陆态网区域站的精确速度值,对格网内插结果进行外部检验,结果表明,东、北方向速度残差的平均误差和中误差均小于2 mm/a,验证了模型的准确性、可靠性、简便性与现势性。     

北京市GPS网解算时IGS站的选取实验

用实验的方法,讨论了北京市GPS台网在用GAMIT软件解算时,选取IGS基准站的空间分布(南北半球、网内网缘、均匀展布)、数量分布(0到8个IGS站)对解算结果精度的影响。由于受观测站数量和IGS站观测数据质量的影响,在保证精度的前提下,为了提高观测数据的利用率,需要增加IGS站数量。根据2004全年的解算结果,北京台网选择9到10个IGS站较为合适。     

陆态网基准站的坐标和速度

介绍“中国大陆构造环境监测网络”GNSS基准站观测数据的处理和分析.数据处理基于陆态网工程2010-07-01 -2012-03-16日的252个GNSS基准站观测数据,获得了基准站的坐标单日解时间序列,利用抗差最小二乘估计拟合出了这些站的速度场.     

QOCA和GLOBK软件处理高精度GNSS网结果对比分析

分别利用GLOBK和QOCA软件对陆态网络260个基准站的GNSS观测数据进行处理,获得站点在ITRF2008框架下的坐标和速度。通过比较分析两个软件的解算结果,证明了QOCA 软件能更好地处理测站位移的非线性变化,并通过拟合周年、半年项、剔除共模误差等手段提高解算精度。结果表明,相比于GLOBK软件,QOCA软件得到的拟合残差序列的RMS在E、N、U 3个方向上分别减小70%、80%和70%。     

乌鲁木齐南山GPS跟踪站观测资料精度分析

乌鲁木齐天文站于2001年按照国家重大科学工程“中国地壳运动观测网络”基准站的要求,在乌鲁木齐南山站建立了GPS跟踪站(GUAO：GPS station of the Urumqi Astronomical Observatory),现已加入IGS网,并向IGS发送GPS观测资料。利用GAMIT软件,采用有基准算法对新建GPS跟踪站的观测资料进行了归算和精度分析,首次获得了该站在ITRF2000中毫米级精度的地心坐标。     

GNSS水汽反演资料在台风分析中的应用

文章介绍利用GAMIT软件对南宁地区CORS基准站的观测数据进行处理分析,引入反距离加权插值法简化分析数据,以南宁地区探空站的气象观测数据作为检验标准,验证CORS数据处理的解算精度和可靠性,并结合探空气象数据和实际降雨情况,重点分析台风过境前后大气可降水量的时间序列变化。结果表明,CORS数据反演得到的PWV和探空气象数据获得的PWV具有很好的一致性,整体的变化趋势和台风过境前后的实际降雨情况基本吻合,能够较好地应用于极端天气预警。     

基于站间单差的GPS/GLONASS组合模糊度解算研究

推导分析了基于站间单差的GPS/GLONASS组合双差模糊度解算数学模型及影响其精度的误差因素。利用模糊度参数在无周跳和粗差情况下的时不变性特点,采用自适应选权滤波对单差数据进行滤波处理,并将滤波后的单差模糊度通过选择基准卫星固定为双差模糊度。采用不同长度的实测动静态短基线数据进行测试,结果表明基于自适应选权滤波的站间单差模型可以简便有效地进行双差模糊度固定,模糊度固定成功率在95%以上,解算精度优于单模型以及双模型单历元解。     

基于UTM-30LX的旋翼无人机定位检测系统设计

为了确定旋翼无人机的位置信息,设计了一种采用激光雷达UTM-30LX来获取无人机定位信息的检测系统。该系统采用了激光雷达作为机载传感器获取无人机的周围环境数据,并使用了树莓派2代B型开发板来处理相关数据和控制检测系统。系统软件设计方面,采用C语言和MATLAB语言进行数据预处理、坐标投影变换、位移估计和定位。此外,阐述了定位信息检测的原理、检测系统的硬件电路设计方案和系统软件设计方案等。最后的实验数据表明,设计方案能够满足获取无人机位置信息的需求。     

基于无人飞行平台的小型Ka波段合成孔径 雷达系统研制

无人飞行平台具有滞空时间长、使用维护方便等优点,在军事侦查打击、国土资源普查、灾害监测等领域的应用日益广泛。合成孔径雷达是一种二维成像雷达,能够得到类似光学图片的雷达图像,具有全天候、高分辨率、宽检测范围等优点,是无人飞行平台的重要载荷之一。然而,受限于无人飞行平台相对较小的空间与负载能力,雷达载荷必须向小型、轻量以及低功耗等方面发展。Ka波段电磁波信号具有波长短、带宽大、关键微波器件的体积小等特点,适合应用于高分辨率微小型雷达载荷。2015年中国科学院电子学研究所面向中小型无人飞行平台,开展了研制的小型高分辨率Ka波段合成孔径雷达工作,并通过试飞验证了雷达性能。本文研究了Ka波段SAR雷达系统各项关键技术,介绍了雷达系统及关键模块设计方案、雷达各工作模式的参数设计和实时成像算法,展示了该雷达在轻型飞行平台上获得的高分辨率飞行图像,并对图像进行了指标分析。试验结果表明：该Ka波段雷达系统成像清晰,图像分辨率优于0.2 m,满足设计指标要求;实测雷达重量低于10 Kg,峰值功耗小于100 W,适用于轻小型无人飞行平台。     

基于车载点云数据的实景可量测技术研究

车载激光扫描系统集成激光雷达扫描技术、定位定向技术、全景获取技术于一身,可同时获取空间三维信息以及纹理信息,在数字城市信息化建设中发挥重要作用。该文通过分析车载激光扫描数据成果,将激光点云作为空间量测支撑数据,实现三维实景可量测功能,在文中详细的阐述可量测原理以及实现实景量测的关键技术,并基于Direct X开发出可量测实景应用实例,为可量测实景服务奠定基础。     

基于Web GIS的广西雷电实时监测系统

以Web GIS技术为依托,将基础地理信息数据与闪电定位数据、雷达回波图相结合,建立了具有存储、应用、开发、分析及各种图形处理的INTERNET雷电定位实时监测系统,实现对闪电定位数据、雷达回波图的网络发布.系统可以对雷电天气发生发展进行实时监测、定位、跟踪并确定强雷电天气的落区,为各级气象台站预报员准确分析、判断、预报雷雨系统的移动及强度变化提供了较科学、直观的分析工具.     

基于FPGA的线阵CCD激光采集系统设计

设计了基于FPGA的投线仪激光检测系统。选用EP2C5T144C8N（FPGA）芯片作为硬件电路主核，利用Verilog语言和C#语言设计激光采集系统的软件，实现线阵CCD和AD转换芯片的驱动以及对采集数据的实时处理和显示。最终实验结果能满足激光投线仪的检测需求。     

高精度室内地图辅助VLC与PDR融合定位

针对传统室内定位方式存在的忽略地图精度对于整体定位精度的支撑性作用、需要额外的辅助设施和附加模块以协助定位系统实现目标点定位、定位信标的保密性差、定位信号源与辅助基站等具有较强的信号辐射等问题,本研究引入高精度室内地图辅助,提出了一种VLC与PDR融合的室内定位算法。首先,本研究摒弃了传统人工勾绘方式,在室内扫描机器人turtlrbot平台上（装载有二维激光扫描雷达）,利用Gmapping二维栅格地图构建算法,生成高精度室内地图。在此基础上,采用扩展卡尔曼滤波算法结合高精度地图信息实现VLC与PDR融合定位。该融合定位算法较好地结合了VLC定位与PDR定位各自的技术优势,实现了VLC定位结合高精度地图信息对PDR定位自适应动态纠偏,对于进一步实现新型低成本、无信号辐射、保密性强、附加模块少的高精度室内定位提供了较好的理论与技术支撑。实验结果表明：在高精度室内扫描地图构建过程中,其测距分辨率<0.5 mm,VLC与PDR融合定位算法的整体定位精度为1.33 m,平均定位响应时间为0.58 s。     

面向智能查违的北斗无人机低空感知与服务系统

针对如何解决对城建中违章建筑进行全面有效监管的问题,设计研发了一种应用北斗无人机低空感知与服务技术的智能查违系统。利用北斗无人机搭载航空摄影设备获取城市定点区域遥感数据,通过实时数据通信传输模块将信息上传至多功能遥感数据处理平台进行动态处理,实现违章建筑的持续变化监测和查询,为监管部门提供数据支撑和决策依据。     

复频探地雷达在未爆弹探测中的应用

使用搭载200&400 MHz复合天线的LTD系列探地雷达,对埋设的未爆弹进行探测试验,并运用克希霍夫积分偏移法及三维插值算法对探地雷达数据进行三维成像。试验结果能准确地反映出浅埋未爆弹的位置信息,可指导排爆人员进行精确的开挖及排除。     

基于室内定位数据的群体时空行为可视化分析

室内定位数据记录了用户在室内空间活动的时空轨迹,是研究人群室内行为的重要信息源。室内数据时空耦合、分布复杂,可视化分析可以更好地揭示其规律。然而,与室外数据不同,室内数据具有时空粒度细、定位精度高等特点,与POI之间的空间关系更为明确,其轨迹受到室内设施和空间的制约,出现高维和不规则的特征,而这给室内行为研究提供依据的同时,又给可视化分析带来一定的挑战。现有的可视化方法主要应用于室外定位数据,关注轨迹自身的活动轨迹分析,往往忽略了所经过POI语义信息表达。针对这一问题,首先分析室内空间结构与定位数据的特征,阐述室内空间可视化分析的特殊性;在此基础上,面向室内人群的时空分布、移动模式及相关POI之间的对比、关联分析的需求,细化可视化分析的内容,明确可视化分析与展示的对象,并设计数据结构;从数据结构、可视化方法、展示图件及用户交互4个层次构建时空行为可视化分析模型;基于上述方法,采用WebGIS和WebGL技术综合设计和实现了面向商场定位的商场客流分析系统;最后,通过某一大型商场的用户定位数据进行可视化分析,从而验证了研究成果的正确性和有效性。     

基于无人机成像点云的禄丰恐龙谷南缘环状地貌空间特征探测实验分析

为了定量获取复杂地貌构造的特征参数,需要获取高精度、高分辨率的地形地貌数据。在复杂地貌特征探测中,基于无人机航测结合成像点云,可以快速、高效、安全、准确地完成复杂地貌空间探测任务。针对禄丰恐龙谷南缘环状地貌的典型局地场景,采用无人机测量技术获取测区高分辨率的地貌影像数据,构建实景三维场景模型并对其地貌特征进行探测分析研究。试验结果表明:①基于无人机成像点云构建0.2 m分辨率DEM数据能够精准表达研究区真实地貌特征。②通过构建环状场景"内-中-外"7条典型高程剖面线,对比分析证实了研究区地形呈现环形"盆缘"形态特征,内外两侧高程逐渐递减,并且"盆缘"外部剖面高程起伏变化剧烈,地形相较于内部地貌更加复杂。③为进一步探测提取微形地貌特征信息,利用无人机成像原理构建的精准DEM数据结合测区实景三维模型,定量提取了该区坡度、坡向、相对高差、等值线、山脊线、山谷线等相关参数进行精准定量测量及分析探讨。④利用立体三维模型的多视角目视解译与典型场景分析,可清楚辨别出测区冲沟发育以及地质体的节理层理面等微地貌特征。通过以上对地貌三维场景探测试验研究表明,利用实景三维模型能够快速准确呈现测区地貌形态特征,并且成像点云数据综合分析,能够量化、半量化揭示区域构造地质信息。总体而言,无人机测量技术与成像点云3D产品在地质调查中的应用具有实用意义,并具备独特的技术优势。