北斗B1C信号联合捕获策略

目前对含有导频通道的新信号的捕获研究,主要是设计联合捕获算法,提高功率利用率以提升接收性能,分为等长与非等长相干积分联合算法两类. 本文针对北斗B1C信号,深入分析了三种等长相干积分联合算法的加权问题,并解释了相干联合与差分联合算法的联系. 理论和仿真结果表明,相干联合算法具有更优的性能;进一步,本文结合最优相干积分时间理论给出捕获参数设计方案,对比了不同场景条件下等长与非等长相干积分联合算法的性能,给出了捕获B1C信号的优化策略.      

一种GPS软件接收机微弱信号捕获方法

提出一种通过累积相邻连续C/A码周期时间内的序列相关值的方法来捕获GPS微弱信号,并对该方法中涉及的技术细节进行理论推导,最后用实际接收的GPS中频数字信号对该方法进行对比验证.结果表明,该方法可以有效增加序列的相关峰值,并将相关峰值与噪声明显地区分开来,从而达到微弱信号捕获的目的.     

北斗新体制信号接收机首次定位时间测试

北斗系统的导航信号体制发生了改变,调制方式从BPSK调整为BOC。BOC调制信号的频谱中上边带和下边带的冗余,自相关函数中的多峰等特征在接收机的信号截获、码跟踪以及数据解调等处理中带来好处。为了考察新体制信号对接收机服务性能的影响,该文对新体制信号接收机的首次定位时间的测试方法、评定方式进行了探讨,在模拟信号、新体制信号、实际信号几个方面对首次定位时间进行了比较,从接收机测试的层面对新体制信号做了初步分析。该文采用笔者所在单位自主建设完成的模拟信号自动化测试平台,完成了GNSS接收机常规检测校准工作中较难完成的首次定位时间测试项目。     

一种改进的GPS微弱信号捕获方法

介绍了GPSL1载波中C/A码的捕获算法,以快速傅立叶变换为基础,采用相关积分和非相关积分对较长的信号进行处理,实现对GPS微弱信号的捕获。为验证这一算法,利用一组在室内采集的GPSL1C/A码IF数据,采用一般的信号捕获方法和改进的信号捕获方法分别进行了处理。结果显示,采用改进的方法捕获到了较微弱的GPS信号,提高了接收机的灵敏度。     

BDS-3卫星信号质量及RTK定位分析

为评估北斗三号卫星(BDS-3)信号质量及定位性能,针对BDS-3各频点,使用码减相位和双差相位两种组合观测值分析伪距和相位观测精度;评估了BDS-3和GPS同频观测值之间的系统间偏差;分析了BDS-3/GPS松紧组合单频RTK的定位性能。结果表明,同频条件下,BDS-3伪距观测噪声比GPS更低,相位观测噪声在同一水平;在同类型接收机间,BDS-3/GPS的ISB服从均值为0的正态分布;在RTK定位性能上,单系统仅可实现51～57%的模糊度固定率,多系统可实现90%以上的固定率,改正ISB后的紧组合RTK比松组合RTK在固定率和定位精度上有3.4%和3.2%的提升。总体而言,BDS-3信号质量较好,可与GPS兼容互操作,能够进一步提升GNSS的定位性能。     

北斗B1C、B2a信号非理想性分析及接收约束建议

卫星导航信号的非理想性会导致不同接收机之间出现测距偏差,是影响卫星导航系统服务精度和完好性的重要因素。首先,针对北斗系统B1C、B2a新体制信号的非理想性进行分析,利用大口径天线采集了全部北斗三号在轨卫星播发的B1C、B2a信号（共27颗卫星）,评估了不同接收带宽、码鉴相间距下测距偏差的大小与变化特点;然后,以双频多星座星基增强服务应用为例,分析了两个信号在相应接收机中的设计约束条件。研究结果发现,在接收机常用的参数范围内,B1C、B2a信号非理想性引入的测距偏差分别不超过0.68 m、0.44 m;在测距偏差小于0.1 m的性能约束下,B1C、B2a信号可用的约束条件参数范围优于国际民航标准草案中的相关要求。     

BDS-2/BDS-3的MEO卫星B3I频率数据质量对比分析

针对目前BDS-2/BDS-3数据质量情况,本文基于IGS连续跟踪站实测数据,从数据完整率、信噪比以及多路径三个方面对比分析了BDS-2/BDS-3的MEO卫星的B3I频率的数据质量。经分析发现,BDS-3新卫星的发射增加了北斗系统的服务范围,BDS-3卫星的数据完整率与信噪比要高于BDS-2,BDS-3卫星的多路径效应小于BDS-2,没有在BDS-3卫星中观测到存在于BDS-2卫星中的系统偏差。     

基于EKF的北斗B1C信号数据/导频联合跟踪方法

针对北斗B1C信号在低载噪比情况下跟踪精度低的问题,提出一种基于扩展卡尔曼滤波（EKF）的北斗B1C信号数据/导频联合跟踪方法.通过构建数据/导频双通道联合跟踪模型,增加对B1C信号利用率,并在联合跟踪模型的基础上引入扩展卡尔曼滤波器,削弱传统跟踪环路中鉴别器和环路滤波器带来的跟踪误差,进一步提高跟踪环路对低载噪比信号的跟踪性能.仿真结果验证:在低载噪比情况下,相比于传统单导频通道跟踪、单导频扩展卡尔曼跟踪和联合跟踪,该方法可以有效提高跟踪精度.      

基于BDS-3/GPS的RTK/B2b-PPP融合切换定位技术

针对远海、沙漠等网络实时动态(real-time kinematic, RTK)载波相位差分技术通讯信号容易中断的应用场景,提出了一种基于北斗三号(BeiDou-3 Navigation Satellite System, BDS-3)/GPS双系统的RTK/B2b-PPP融合切换定位技术.充分利用网络RTK收敛快、定位精度高和B2b-PPP单站定位、覆盖范围广的特点,将网络RTK获取的高精度位置坐标作为先验信息,与B2b-PPP融合以辅助B2b-PPP快速收敛.通过分时段多组数据的采样分析,结果表明：RTK固定解与B2bPPP融合定位精度在东(east,E)、北(north,N)、天顶(up,U)方向分别为2.57 cm、0.90 cm、2.83 cm,较独立B2b-PPP定位大幅提高;RTK固定解与B2b-PPP融合1 s后,便可帮助B2b-PPP瞬时收敛,RTK中断后初期精度达到厘米级,0.5 h后逐渐过渡到B2b-PPP独立定位精度水平,表明B2b-PPP可作为网络RTK的有效补充手段,在RTK差分中断后,能够有效维持高精度定位水平.     

频域叠加的大频偏导航信号捕获算法

在卫星导航接收机的设计和实现过程中,信号捕获是卫星信号同步的关键步骤。只有捕获到了正确的相位和多普勒信息,才能初始化跟踪环路,进而完成信号的同步。针对高动态接收机在大频偏条件下实现信号捕获需要进行多次频域搜索,计算量成倍增加的问题,该文以GPS系统为例,分析了多普勒频偏对相关峰的影响,利用频域叠加技术设计了在多普勒频移过大条件下的信号捕获方案。分析结果表明,该捕获方案可以完成大频偏下的信号捕获,降低了多次频域搜索带来的计算量,并且具有较好的捕获性能。     

高分三号SAR影像广域范围联合几何检校技术

在获取广域范围雷达遥感正射影像图时,需要对区域内每景SAR影像进行几何参数修正,提高SAR影像的定位精度。但在广域范围进行控制点的选取和影像的逐一修正,其工作量巨大,严重影响了SAR影像分析应用的效率。对此,本文提出了一种广域范围联合几何检校方法。该方法在R-D模型的基础上,首先利用少许SAR影像计算其独立的系统级检校参数,其次去除系统级检校参数中大气延迟分量的影响,然后依据最小二乘平差原理获取最优的系统级检校参数,最后利用最优的系统级检校参数对所有SAR影像进行几何检校处理。论文采用覆盖中国中东部地区的32景GF-3SAR影像进行联合几何检校试验,检校后的SAR影像定位中误差优于9 m。试验结果表明:该方法能够提高GF-3 SAR影像几何检校的精度,验证了其有效性和可行性。     

A novel identifier scheme for the ISEA Aperture 3 Hexagon Discrete Global Grid System

ABSTRACT

Geospatial data is often spatially aggregated by the use of Discrete Global Grid Systems. References to grid cells are needed for the communication of such data, and different identifier schemes have accordingly been introduced in literature. These schemes suffer, however, from being hard to understand for non-experts, and the geometry of a cell cannot be inferred from its identifier without complex computations. In this article, a novel identifier scheme that encodes the geographic coordinates of the centroid of a cell is proposed, which comes at the cost of potentially being ambiguous in case of a very fine-grained grid. We reason and computationally demonstrate that ambiguity does though not occur for real-world applications. The novel identifier scheme minimizes the amount of data to be communicated, for example, between a server and a client application, and it allows to infer approximate geometries of the cells only by their identifiers.     

A novel approach for constructing a 3D model based on registering a mono image on a 3D model,applicable in Digital Earth

The effect of Digital Earth on our life is vital. Developing and updating Geospatial data in Digital Earth is also essential. This paper presents the application of a new approach of image registration in Digital Earth. The approach was developed based on registering a mono photograph on a master 3D model. The result is a 3D vector model, which can be broadly applied in visualisation, mapping, geographic information system (GIS), planning, change detection, as well as Digital Earth. The approach does not require parameters of correction for transformation. The accuracy of the output depends on the accuracy of the master data. This approach is very versatile and able to register any image on the digital elevation model, digital surface model and topographic 3D model.     

小规模地理场景中点要素三维注记优化配置算法

地理场景中点要素三维注记配置规则多为"遮挡则不显示"和"遮挡直接显示",该类规则的缺陷是注记信息丢失或存在大量遮挡,普适性不强,尤其不适用于小规模地理场景点要素三维注记配置。本文首先归纳了三维注记绘制的内容、位置及方法,并针对小规模地理场景点要素三维注记配置问题,以"信息不丢失、注记尽可能少的遮挡"为配置目标,配置规则为"遮挡后优化并显示"。算法以透视变换矩阵、逆透视变换矩阵及GRID算法为基础,以遗传算法为核心,以三维注记质量评价函数为遗传算法适应度评价函数,实现点要素三维注记的可行最优解求解。经多视角、多平台对照试验可知,本算法适用于多视角三维注记优化配置,具备普适性;与主流GIS平台(SuperMap Desktop、ArcScene)的三维注记配置效果作对比,本算法三维注记质量值分别相对提升144%、232%,符合配置目标。