BDS/GPS/GLONASS在密林地区组合定位性能分析

随着北斗卫星导航系统的建成与运行,目前已形成多系统导航定位的局面。基于短基线,首先对密林地区的GPS、BDS、GLONASS的卫星可见性以及伪距观测值的质量进行了简单的评价,然后分析了密林地区GPS、BDS、GLONASS单系统、双系统及三系统组合模式下单点定位及伪距差分定位性能。结果表明:在密林地区,GNSS多系统组合能够明显提高定位精度,GPS/BDS组合定位的精度优于GPS/GLONASS、BDS/GLONASS组合,而GPS/BDS/GLONASS的定位精度最高。     

BDS/GPS组合系统在不同随机模型下的精度分析

合理的观测值权阵能提高BDS、GPS及其组合系统伪距单点定位的精度。对比分析了各系统在实测数据和模拟观测条件下等权模型、高度角模型、Helmert方差分量模型3种随机模型的定位精度。结果表明:在模拟观测条件下, BDS/GPS组合系统精度最高,BDS系统次之,基于Helmert方差分量模型的精度最优,高度角模型次之;在正常观测条件下, BDS系统平面精度高于GPS系统,但高程精度低于GPS系统,其余结论与模拟条件下结果一致。研究结果可在提高BDS、GPS及其组合系统伪距单点定位精度方法中起参考作用。     

GNSS多系统组合精密定位研究进展

近年来,我国北斗卫星导航系统(BDS)以及欧洲伽利略卫星导航系统(GALILEO)正在快速建设与发展,同时,GPS和GLONASS卫星导航系统的现代化也在逐步推进,卫星导航定位领域正发生着深刻的变革。系统介绍了各卫星导航系统的建设和发展状况,探讨了多系统组合定位带来的机遇和面临的挑战,以及当前对这些问题的研究现状,最后对多系统组合定位的应用前景进行展望。     

GPS/BDS空间可见性与GDOP分析

先给出了卫星可见性模型,然后给出了GPS/BDS组合几何精度因子(GDOP)计算公式,通过近期一组实测的GPS与BDS星历计算了全球范围内不同观测高度处的组合星座卫星可见性与GDOP值,揭示了卫星可见性与GDOP值随空间观测高度变化的规律。     

近海环境的BDS/GPS差分及PPP定位性能评估

基于远海测量试验,利用精密单点定位(PPP)技术和单站差分技术进行事后和实时定位,分别利用单BDS、GPS和BDS/GPS组合进行定位试验,对定位精度和算法可靠性进行分析。研究表明单站差分技术在海上中短基线(≤150 km)的定位中相比PPP技术具有更高的精度和技术可靠性,另外相比GPS,BDS更适合国内近海的导航定位作业,双频观测条件下能实现亚分米级的定位精度。该研究对海上定位理论和BDS的推广应用具有借鉴意义。     

GPS、Galileo、BDS、QZSS测距信号数据质量分析

基于多测站观测数据,采用伪距相位差组合和伪距多径组合方法,分析了GPS、Galileo、BDS和QZSS 4个系统伪距测量噪声和多径误差,比较了各系统内部信号数据质量以及系统间兼容信号数据质量。结果表明:GPS系统中L2C信号伪距测量精度要优于L2信号;Galileo系统中E5信号伪距测量精度最优,其E1和E5a信号伪距测量精度分别优于GPS/QZSS L1和L5信号;QZSS信号伪距测量精度与GPS信号基本一致;BDS系统三频信号伪距多径中均存在与高度角相关的系统性偏差,最大可达1m,且其三类卫星伪距测量精度有所差异,相同高度角条件下,GEO卫星伪距测量精度最优,IGSO卫星次之,MEO卫星最差。     

Bancroft算法应用于GPS/BDS/GLONASS三系统伪距单点定位

为了提高多系统组合单点定位的运算效率,将Bancroft算法推广应用于GPS/BDS/GLONASS三系统伪距单点定位,并推导了该方法的详细计算流程,比较了Bancroft算法、最小二乘算法和组合两种算法的精度、迭代次数以及运算时间。利用实测数据进行实验,结果表明,3种算法精度相当,Bancroft算法比最小二乘算法迭代次数少,运算效率提高了38%,利用Bancroft为最小二乘算法提供初值,收敛速度加快,运算效率提高了36%。最终得出结论,Bancroft算法应用于GPS/BDS/GLONASS三系统伪距单点定位满足精度要求,且Bancroft算法对于减少迭代次数,提高运算效率有重要意义。     

BDS与GPS/GLONASS星载原子钟性能的比较分析

针对北斗卫星导航系统(BDS)在轨卫星原子钟的评估问题,从三个性能指标即准确度、漂移率和稳定性出发进行了评估,并利用同一时段的GPS/GLONASS星载原子钟性能评估结果做了比较。算例采用GPS 1751-1758共8周的数据,评估结果发现:BDS在轨卫星的准确度在10-11量级,漂移率在10-15量级,与GPS/GLONASS星载原子钟的水平相当,但钟的稳定性方面由于BDS存在着几颗天稳较大的钟,所以其天稳的平均值在10-13量级,比GPS和GLONASS卫星略差。     

北斗区域卫星导航系统电离层建模精度分析

北斗卫星导航系统是首个建成的区域导航系统,其在电离层建模中的可行性和作用倍受关注。采用多项式模型构建区域电离层模型,利用IGSjfng和cut0两站观测数据,从穿刺点分布、单系统建模精度和BDS/GPS融合建模精度等方面分析了北斗区域系统对于电离层建模的作用。结果表明,利用北斗建立电离层模型,其残差标准差小于1.2TECU(1TECU=10~(-16)m~2),外符合精度优于4TECU,与利用GPS建模精度相当,但融合北斗和GPS数据相对于采用单系统建模精度无明显提升。     

GPS观测数据的建模与仿真

在研究GPS系统的基础上建立了GPS观测数据的仿真模型,编制了相应的计算机程序。仿真模型包括卫星参数模型、动力学模型和观测误差模型。仿真计算表明,卫星参数模型和动力学模型真实地反映了卫星的运动规律;误差模型反映了观测环境对信号传播的影响。同时可以调节和选择仿真模型的参数,仿真选择了地面静态和地面低动态的观测数据,这对于论证GPS定轨、导航算法、设计GPS接收机等有一定的实用价值。     

浮式海水淡化装置系留系统水动力分析

文章参考某海水淡化装置的具体参数、工作环境及其系留系统的布缆方式,利用大型海洋水动力分析软件OrcaFlex建立该海洋浮式海水淡化装置系留系统的水动力分析模型,研究该模型的运行过程,结合系留系统以及风、浪和流的联合作用,分析系缆的系泊张力变化情况和水动力,并对该系留系统的设计和施工提出指导性建议和细节性要求。     

一种增设于Waverider测波仪的数据自记系统

本文介绍一种用MCS-51单片微机作为控制器,用大容量静态RAM作为存储器,以纯电子线路组成硬件线路,配合相应的控制软件,联合构成稳定可靠、低功耗的自记式波浪数据采集系统。该系统增设在Waverider浮标(67780系列)中,使之成为自记与遥测并存的双制式测波浮标,海上实地投放使用已获得成功.     

一种新型Semi-Spar式海上风机平台系泊系统优化分析

参考英国的Kincardine风机采用的新式的Semi-Spar概念,结合spar式基础和半潜式基础的特点,提出了一种新式海上浮式风机平台模型,并基于三维势流理论,利用AQWA软件进行水动力计算,验证新式平台可靠性。分析了在风、浪、流荷载联合作用下,锚链竖向夹角、系缆数量对风机浮式平台运动性能和系泊张力的影响,对系泊系统进行优化,并验证极端工况下的可靠性。结果证明风机平台水平运动和纵摇运动幅值较小,但垂荡幅值略大,而通过减小锚链竖向夹角可以控制平台运动响应幅值,增加系缆数量可以同时减小系泊张力大小。计算结果证明了新型Semi-Spar式海上风机平台可行性,为浮式风机平台及系泊系统的设计提供参考。     

基于FLUENT的波浪溢流水动力数值模拟

波浪溢流现象使得海堤受到了越浪和溢流的联合作用,复杂的水动力过程会引起海堤后坡产生严重的侵蚀破坏。基于FLUENT软件建立了二维数值波浪溢流水槽模型,该模型运用UDF速度边界造波法分析在不同超高条件下海堤后坡流量和水流厚度的水力学特性。结果表明数值模拟结果与前人物理模型试验结果吻合,该模型可以真实地模拟出海堤波浪溢流现象。在此基础上进一步研究了波浪溢流中越浪和溢流在不同相对超高条件下的主导性作用,而后建立了十分准确的波浪溢流海堤后坡稳定水流厚度计算公式。     

靠球减震系统在导管架平台中的应用

导管架生产储油平台在油轮靠泊和外输期间,如遇风浪天气,平台的晃动非常明显,为此引入橡胶靠球减震系统。运用ANSYS有限元分析软件,建立导管架生产储油平台的真实有限元模型,计算平台在靠船碰撞力和波浪力共同作用下平台关键点位置应力变化及振动响应过程,为靠球减震系统在实际工程中应用提供理论依据。     

基于LabVIEW的水雷六自由度弹道数据三维可视化实现

基于 LabVIEW 软件实现水雷弹道的三维可视化。 利用 MATLAB 软件结合仪器舱内弹道记录仪的试验数据或者半实物仿真的六自由度数据,进行格式处理,生成水雷弹道数据。 利用弹道数据和 Lab- VIEW 软件中变形模块驱动三维模型运动,为实现水雷航行与布放的可视化提供新的技术途径,极大地方便了科研人员后期的数据处理和试验分析。     

基于CSSO算法的抛弃式探头结构优化设计

在海洋水文探测系统中,抛弃式探头是整个探测系统的核心,也是探测工作的执行者。为了得到准确有效的探测数据,就需要对抛弃式探头做进一步的优化设计。采用多学科设计优化方法(multi-disciplinary design optimization,MDO)中的并行子空间优化方法 (concurrent subspace optimization,CSSO)对抛弃式探头进行设计。首先对系统进行分析,得到系统分析的近似模型,其次对并行的子学科进行优化,再次更新系统分析模型,最后验证优化模型的收敛性。结合抛弃式探头的结构,选取了头部进行了优化设计,给出了圆环型、半圆型、圆锥型3种设计方法。利用CAD软件画出三维仿真模型,然后用CFD软件进行流体工作环境仿真,最终确定半圆型头部探头为最优化设计探头。     

海域使用时空数据管理模式研究

随着时间的推移和对海域开发利用的变化以及对海域开发利用程度的提高,海域使用时空数据的动态管理将成为海域使用管理的重要内容。论文通过对海域使用数据的分析,提出了海域使用时空数据管理的模式,在原有海域使用信息的基础上增加时间信息和水深信息的管理,将海域使用数据的空间分类体系和相互影响关系与时空数据的动态管理有机的结合在一起。在空间层次上对海域使用进行重新的归类和补充,建立海域使用空间相互影响关系表,分析了海域使用时空数据的组成,设计了宗海时空数据库结构。按照海域使用时空数据管理模式,采用ESRI MapObjects的GIS图形软件包进行了开发试验,实现了海域使用过程中不同时间、不同空间层次数据的动态管理和时空分析。     

面向海洋观测与模式数据的客户端软件设计与实现

针对面向海洋观测与模式数据的客户端软件开发工作量大和通用性低的问题,结合传感器观测数据和模式数据的特点,提出了面向海洋观测与模式数据的客户端软件设计模型,通过原型系统验证了模型设计的有效性。该设计模型对于海洋观测与模式数据客户端软件的高效率开发具有重要作用。     

南海海上溢油漂移扩散预测微机视算系统

应用科学计算可视化新技术，结合动力海洋学、计算数学、计算机图形学和计算机技术，以通用３８６微机作支持硬件系统，用ＭＳＦＯＲＴＲＡＮ语言、汇编语言和图形核心系统（ＧＫＳ）软件包，研制开发出南海海上溢油漂移扩散预测微机视算系统。该系统不仅能够利用南海风场和流场资料，按所选定的海上溢油漂移扩散计算模式模拟计算出海面溢油浓度分布情况，而且还能够把模拟计算结果以图形方式实时、动态地显示在屏幕上，从而形象、直观地看到溢油漂移扩散变化的全过程。