地球空间信息相关论文摘要

水下目标卫星导航定位修正技术研究,摄影测量与遥感学的发展展望,基于交叉折剖面的高精度三维地质模型快速构建方法研究,一种优化的多源遥感影像高精度配准方法,基于GPS技术的云物理综合探测航线设计     

水下地磁匹配导航定位关键技术研究

惯性导航(inertial navigation system,INS)具有自主、无源导航的特点,但其定位误差会随时间积累,难以满足载体长时间精密水下导航需要.地磁匹配导航以地球固有物理特征地磁为匹配对象,通过线图匹配实现导航,具有无源、隐蔽性强和匹配特征明显等优点,可以实现对INS积累误差的修正,是一种极佳的辅助INS水下导航手段.因此,研究以惯性导航为主,地磁匹配导航为辅的水下组合导航技术,可以满足水下潜艇导航对精度和隐蔽性的双重要求,也成为目前的研究热点. 论文在分析国内外研究现状的基础上,开展如下研究:     

高精度组合导航及其测绘车应用技术

针对在城市复杂环境下弱信号定位测姿精度低的问题,该文将实时动态差分技术与惯性导航系统/全球导航卫星系统深耦合接收机定位测姿系统进行结合,提出了一种基于惯性导航系统/全球导航卫星系统/实时动态差分技术三组合的高精度定位测姿的方法。该文对惯性导航系统/全球导航卫星系统/实时动态差分技术三组合高精度定位定姿方法涉及到的核心技术进行介绍,详细分析了影响定位测姿精度误差因素,并将该方法应用于新一代测绘车上,通过理论分析和实际跑车实验证明了该方法具有较高的精度和适用性。     

矢量道路数据辅助惯性导航定位的技术与方法研究

正在战时或其他非常规的无源环境下,无法采用卫星导航定位方式对惯性导航系统的累积误差进行修正,基于此本文研究了基于矢量道路数据的辅助惯性导航(aided inertial navigation system,AINS)定位的基本理论和方法。首先利用GPS-RTK移动测量技术获取相应导航区域高精度的矢量道路数据,并进行数据的模型构建     

中国区域电离层延迟改正模型建立方法的研究

电离层是影响卫星导航定位的主要误差源之一,建立电离层延迟改正模型对提高卫星导航定位的精度是十分必要的,本文采用球谐函数对中国区域电离层延迟改正模型的建立进行了研究,并分析了模型的精度。     

基于MPC的半潜式无人艇导航轨迹跟踪控制研究

针对新型半潜式无人艇在导航航行过程中轨迹跟踪误差较大的问题,提出基于模型预测控制（MPC）的轨迹跟踪控制方法．并建立新型半潜式无人艇的运动模型,基于实际参数,构建MPC目标函数和系统约束条件,将半潜式无人艇轨迹跟踪问题转化为最优值问题;利用仿真软件,对控制算法进行了仿真分析. 利用卫星定位设备进行了导航轨迹跟踪试验．仿真与试验结果表明:基于MPC的轨迹跟踪控制方法提高了半潜式无人艇的导航轨迹跟踪精度,跟踪精度比原有PID控制方法提高了50％左右.      

水下无线传感器网络定位技术研究进展

水下无线传感器网络和浮标网络定位技术是当今海洋测绘领域的新技术。浮标网络定位技术结合了全球定位系统和水声测量定位技术,可有效地为水下目标进行定位和导航。水下无线传感器网络由大量廉价微型传感器节点组成,可用于实时监测海洋环境的变化、节点定位、水下目标定位和导航等。详细分析了浮标网络定位技术的不足,介绍了水下无线传感器网络,深入剖析了水下无线传感器网络定位技术的发展现状,指出了需要解决的技术难题,为水下无线传感器网络的后续研究提供参考。     

北斗地基增强系统建设研究

北斗地基增强系统是基于卫星定位技术、计算机网络技术、数字通信技术等高新科技,通过一定区域布设若干连续运行参考站,对区域卫星定位误差进行整体建模,通过无线网络向用户实时播发定位增强信息以及高精度导航定位服务.本文主要针对辽宁省北斗地基增强系统的建设、系统测试以及精度分析展开研究.     

基于小波降噪的Kalman滤波预报卫星钟差

卫星钟差预报在实时高精度导航定位中具有重要作用,Kalman滤波模型是预报卫星钟差的重要方法之一。为了进一步提高Kalman滤波模型预报卫星钟差的精度,本文提出了基于小波降噪的Kalman滤波模型预报卫星钟差。该模型使用小波降噪后数据,在保留Kalman滤波模型特点的基础上,明显地提高了短期卫星钟差预报精度。     

GPS定位中的对流层模型分析

系统地分析对流层延迟特性在GPS导航中造成的定位误差,并主要介绍目前卫星定位领域主要应用的一些对流层折射修正模型。基于霍普尔德模型和萨斯塔莫宁模型,提出一种在缺少实测气象参数条件下,使用的简单对流层延迟修正模型。利用Matlab仿真软件对静态和动态接收机实测数据进行分析。结果表明,无气象参数的简单修正模型可以消除70％左右的对流层影响,有效地提高GPS的定位精度。     

差分GPS水下立体定位系统

差分GPS水下立体定位系统包括GPS差分基准站、GPS浮标、水下收发机、船基控制中心四部分。差分基准站提供GPS差分改正,实现浮标内置GPS高精度实时定位。GPS浮标完成水上和水下的集成,检测水下收发机发射的定位信号并测量信号到达的时间,同时将各种数据发送到船基控制中心。船基控制中心接收各个浮标的数据后实时解算水下收发机的位置,同时将结果发送给水下收发机。本文首先对系统的总体构成和各个部分的功能进行了介绍,然后详细推导了系统定位算法,最后结合系统试验情况给出了系统试验精度统计结果。     

水下重力测量技术进展

首先介绍了水下重力测量的概念,阐述了水下重力测量的必要性;然后简要概述了水下重力测量技术的发展历程,比较了现有的两种主流测量方案（ROV水下重力测量和AUV水下重力测量）的优缺点,重点介绍了国内外水下重力测量近期的技术进展,包括加州大学基于二级拖体ROV的水下近海底重力测量试验和东京大学的AUV水下动态重力测量系列试验;最后分析了水下动态重力测量的研究重点并指出了其后续发展方向。     

GPS浮标/SINS组合水下导航与定姿若干问题讨论

介绍了GPS浮标／SINS组合用于水下设备的导航与定姿的优点,推导了水下设备载体坐标系与GPS定位的WGS84坐标系的转换关系,并根据陆地GPS／SINS力学编排的原理推导了水下GPS／SINS的误差状态方程。     

顾及波束入射角的常梯度声线跟踪水下定位算法

海水声速的时空变化会使声波沿传播方向发生折射,有效消除声波的折射效应对提高水下声学定位精度至关重要。在声速剖面已知的情况下,声线跟踪是削弱折射效应的有效方法。但现有的声线跟踪方法要求波束入射角为已知,而基于距离交会原理的水下声学定位系统通常未对波束入射角进行直接观测。针对上述问题,提出了顾及波束入射角的常梯度声线跟踪水下定位算法,采用搜索法确定波束入射角,通过对声线跟踪与定位解算的迭代计算,实现波束入射角和目标坐标的渐次修正。为进一步提高计算效率,提出了迭代求解超越方程的解算法。试验结果表明,本文方法有效利用声速剖面消除了声线折射效应的影响,且解算法计算效率优于搜索法。     

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。     

高斯函数定权的改进KNN室内定位方法

室内某些区域无线访问接入点（AP）布设稀疏,以及信号指纹的时变特性等因素,均使得无线信号接收信号强度（RSSI）序列与射电地图（radio map）相应RSSI序列完全相同成为可能,计算得到信号空间的欧氏距离为0或非常小。利用欧氏距离定权的加权质心算法解算会出现错误,无法得到定位结果;取K个参考点坐标均值的KNN算法以1/K为权值,定位精度相对较低。本文提出了高斯函数定权的KNN定位算法,对K个最近邻欧氏距离进行了标准化处理,利用高斯函数分配权值,得到加权坐标值。与KNN和WKNN算法的定位结果相比,该方法提高了鲁棒性和定位精度。     

大型贯通测量中加测陀螺定向边的位置选取分析

大型贯通测量中常常使用加测陀螺边来提高贯通测量精度,但目前对于陀螺定向边的位置选取并无明确规范和要求。本文主要探讨了不同位置的陀螺定向边选取对贯通测量精度的影响。实验结果表明,井下选取的陀螺定向边与测定仪器常数的地面已知边之间距离过大对于贯通测量精度影响较大,在井下选取陀螺定向边位置时,应与测定仪器常数的地面已知边距离保持在3 000 m以内为优。     

顾及声线入射角的水下定位随机模型

水下定位中广泛采用的等权随机模型,实现简单但与实际不符,影响水下定位精度。针对该问题,结合水下定位实际,考虑水声测量误差和声线弯曲误差影响,在分析随机模型不完善条件下参数估计性质的基础上,构建了4种基于声线入射角的水下定位随机模型。通过模拟算例和实测数据进行了验证。结果表明：所构建的4种入射角随机模型比等权模型在定位精度上具有一定优势,其中分段余弦模型定位结果最好;入射角阈值取值在40°~50°范围内时,定位精度最高;100 m以内水深环境下,基于声线入射角的随机模型改善了传统等权模型的定位结果。     

基于GPS／BDS组合的浅海AUV定位性能分析

针对水下机器人在浅海工作时定位误差大的问题,在浅海电磁波信号衰减不大的情况下,文中重点介绍一种基于GPS/BDS双模组合定位技术的浅海水下机器人高精度定位导航系统,为了比较双模定位系统的定位性能,设置了GPS和BDS单模定位系统作对比,提出了使用中值滤波算法和卡尔曼滤波算法相结合的定位数据处理方法,通过对双模定位系统测试数据的滤波处理,得出系统的定位性能。测试结果表明,双模定位系统的定位精度要高于单模定位系统;中值滤波和卡尔曼滤波相结合算法的应用能够明显提高双模定位系统的定位精度。      

面向对象分类特征优化选取方法及其应用

与传统基于像元的分类方法比较,面向对象的分类方法可利用的地物信息更加丰富,然而如何从众多信息中筛选出能够有效提取不同地物的分类特征,从而提高分类效率与精度,是使用面向对象方法分类时急需解决的问题。SEaTH算法（分离阈值法）是一种有效的自动选取分类特征并计算阈值的方法,但其只考虑了类间距离,容易存在信息的冗余,从而对分类精度造成一定影响。本文在SEaTH算法的基础上,综合考虑了特征间的相关性、类间距离以及类内距离,对SEaTH算法进行了优化,并将改进前后的两种方法运用到广东省肇庆市TM影像及环境一号卫星影像土地覆盖分类中进行对比分析。实验结果表明,改进后的方法筛选出的特征在提取地物上更为有效,尤其使耕地的分类精度提高了12.26%,使分类总体精度由80%提高到了85.26%。改进后的方法对不易获取多时相影像的地区的土地覆盖分类具有重要意义。