一种高精度数据同步测量方法研究

在光学摄像测量中,各种数据的同步采集在事后处理中尤为重要。目前GPS授时同步技术已经很成熟,它具有精度高,操作灵活等优点,可以很好地应用于光学摄像测量中。本文深入研究了GPS OEM板授时原理,在分析了GPS OEM板芯片中RS232时间输出与1pps输出特点的基础上,基于VC开发环境下实现了GPS OEM板与计算机串口的通信,为摄像测量设置一精确的时间起点,再利用CPU时间戳进行高精度计时,这样整个测量系统就有一高精度的时钟,任一数据的产生都被标记上精确的绝对时刻,利用这些时刻信息就间接地实现了摄像测量数据的高精度同步。实验数据表明,该方法的同步精度可以达到毫秒级,可以满足光学摄像测量的同步精度要求。     

提取计算机内部高精度时间用于同步测量

探讨了计算机内部时间产生原理和特点;提出了获取计算机内部高精度时间用于时间测量或测量同步的几种方法,并对其计时精度进行了检测实验和分析.结果表明,基于B1OS中断的计时,其精度约为55 ms;用底层语言读取8253(或8254)计时芯片通道所求出的时刻精度为2×10-3s;而通过读取64位高分辨率性能计数器的计数值及计数频率来求定时间段,其精度可达到2×10-6s.且随着计算机技术的发展,计时精度有不断提高的趋势.     

测量机器人动态测量技术及应用研究

研究测量机器人动态测量技术。在基于测量机器人软件内核开发的基础上,提取测量机器人毫秒级高精度的内部时间,使时间的分辨率由秒量级提高到毫秒量级;通过实验测试,给出单次测量时间和测量时滞的定量结果,使测量时刻的精度由1秒提高到几十毫秒;对影响动态测量精度的相关因素进行实验分析,为优化测量方案和提高动态测量精度提供重要参考依据。实践表明,基于测量机器人开发的动态测量系统,在50m尺度上,对2cm/s的低动态目标,可以实现±2mm精度的无接触精密动态测量。     

提取计算机内部高精度时间用于同步测量

探讨了计算机内部时间产生原理和特点 ;提出了获取计算机内部高精度时间用于时间测量或测量同步的几种方法 ,并对其计时精度进行了检测实验和分析。结果表明 ,基于BIOS中断的计时 ,其精度约为 5 5ms ;用底层语言读取 82 5 3(或 82 5 4)计时芯片通道所求出的时刻精度为 2× 10 -3s ;而通过读取 6 4位高分辨率性能计数器的计数值及计数频率来求定时间段 ,其精度可达到 2× 10 -6s。且随着计算机技术的发展 ,计时精度有不断提高的趋势。     

GPS-RTK测量精度的影响因素研究与实验分析

实时动态测量技术（RTK）是GPS技术的一项飞跃。介绍了RTK测量的基本原理与影响RTK测量精度的因素，通过实验对比分析在作业模式中两种点位校正方式对RTK测量精度的影响，在作业过程中采用合适的点位校正方式可以提高RTK作业效率和测量精度。     

卫星导航设备收发链路时延测量方法研究

导航设备的时延标定与测量技术水平直接影响着导航系统的性能、精度,阐述了导航设备时延的概念,重点分析了使用时延测量设备进行导航设备收发链路时延测量与标定的具体方法。基于该方法进行了导航设备时延测量有效性和准确性实验。实验结果表明了使用时延测量设备进行时延测量与标定的优越性。     

火星探测器观测量天体引力时延量级分析

针对专门计算太阳系大天体对航天器引力时延的计算公式展开了研究.选择了有代表性的太阳、地球、木星和火星,首先从理论公式上分析了它们对航天器光行时引力时延的影响量级和特点;然后模拟了测站对地火转移轨道和环火星轨道航天器的距离、速度观测量中的引力时延项.模拟计算和理论分析显示了结果的一致性;用两种方法得到的天体引力时延对深空探测器观测量影响的特点,为实际光行时计算中各项的取舍提供了一定的参考依据.     

航天相机焦距动态检测的两种方法

在摄影测量中，相机是获取影像的关键设备，相机内方位元素值的微小变化将影响到目标点的定位精度。本文通过理论推导，对航天相机的内方位元素中的焦距进行动态检测提出了两种可行性方法，并通过实验验证了其算法的正确性。     

利用串行接口开发具有授时功能的GPS OEM板

介绍了GPSOEM板接收机输出的导航数据及授时信号的特点，研究了利用物理串口及USB转换串口对具有授时功能的GPS OEM板接收机的导航及授时功能进行开发的方法，并对各自的计时精度进行了分析。     

同波束干涉测量差分相位计算与DOR时延精度验证

同波束干涉测量可以获取多航天器间高精度相对角位置信息。但对于两航天器间匹配频点少、频点间频差大、观测非连续条件下如何获取高精度的相对角位置观测量仍然是一个尚待解决的问题。我国在嫦娥二号(CE-2)卫星上首次搭载了差分单程测距(DOR)信标,用于测量技术测试验证,如何对DOR信号带宽综合时延进行精度验证也是本文关心的问题。文中提出基于相位补偿的差分相位解算方法,并基于DOR多频点信号测量数据进行了方法验证。给出DOR带宽综合解算方法,分析DOR无模糊解算条件;通过合理设置采样通道,实现了由单通道群时延验证DOR带宽综合时延。嫦娥二号卫星实测数据分析表明,相位补偿法可以得到反映航天器间相对角位置的差分相位观测量;DOR带宽综合时延与单通道时延解算结果一致,且时延解算精度有显著提高。     

Windows CE下手持电脑对GPS OEM板设置与通讯

简要介绍了手持电脑和Windows CE操作系统的特点。以CMC SuperStar GPS OEM板为例,讨论了在二进制和NMEA-0183两种格式下对GPS OEM板设置时的指令格式,详细介绍了利用Windows API函数对手持电脑的串口进行操作的方法,实现了在Windows CE环境下对GPS OEM板进行设置和导航定位数据及时间信息的提取与处理等功能。     

基于单片机的多功能手持GPS定位仪的设计

介绍基于STC89C52单片机下的GPS信息的接收及输出显示,并利用SD卡对导航数据进行保存。采用GPS模块接收卫星信号,通过串口连接,既可通过单片机处理,然后在TFT彩屏上显示相关信息,也可与PC机通信,通过PC机应用软件显示GPS信息,也可通过PC版灵图电子地图实现实时导航。将SD卡保存的数据经GPSBabel软件转换,在googel earth地图上实现轨迹重现。实际应用效果表明,该设计合理有效,具有很高的实用价值。     

Access to the EGNOS signal in space over mobile-IP

The EGNOS service will provide better positioning availability and accuracy than that from the standalone GPS solutions. However, in order to access the EGNOS service, the end user needs to access the corresponding GEO satellites that broadcast the augmentation information for the region. This is not a problem normally for aviation and maritime applications because an open sky is always available for such applications. However, an open sky is not always available for land applications because of the obstacles in the vicinity of the end users, for example, in the city canyons. The situation gets worse for the regions at high latitudes because the elevation angles to the GEO satellites are rather low (e.g. 4–22° in Finland). This article describes briefly the SISNeT technology, designed and developed by the European Space Agency, which allows accessing the EGNOS SIS via the Internet. It will describe in detail the handheld SISNeT receiver, designed and developed by the Finnish Geodetic Institute under ESA contract. The SISNeT data server is an IP-based server that acquires the EGNOS messages from an EGNOS receiver, and broadcasts them over the Internet in real-time. The handheld receiver consists of a GPS PC-card receiver, a GPRS (or GSM) card phone, and a pocket PC as the host platform. The receiver software is a Windows CE-based package with a multi-process and multi-thread architecture. It simultaneously receives: (1) the EGNOS SIS over a GPRS wireless connection and the Internet and (2) the NMEA messages from a serial connection to a GPS receiver. It decompresses and decodes the EGNOS messages, and utilizes the information in the messages to estimate the EGNOS-corrected coordinates, which are finally delivered to the end user via a virtual COM port. The virtual COM port has been implemented as a stream interface driver in the Pocket PC. It can be accessed in the same way as the physical COM port in a GPS receiver is accessed. Therefore, it is easy to interface to any third-party applications. The test results show that the handheld SISNeT receiver can provide a positioning accuracy of about 1–2 m for the horizontal components, and 2–3 m for the vertical component in real time. Due to the poor performance of the wireless connection, 10–30% of the EGNOS messages can be lost depending on the services provided by the wireless network operators. The impact of the messages lost on the positioning accuracy is about 0.5 m in both the horizontal and vertical components. Electronic Publication     

多通道GPS浮标接收机数据管理

差分GPS水下立体定位系统所有数据都是通过无线电台发送到船基控制中心,船基控制中心通过一个多通道浮标接收机同时接收所有浮标数据,并将所收到的数据通过串口发送控制中心的计算机。合理、高效地从接收到的数据中分离出各个浮标的数据,并从单浮标数据中分离各个数据语句是实现系统稳定工作的关键。本文提出基于链表、队列数据结构的多通道浮标接收机的数据分离和同步数据提取算法,实现了多通道GPS浮标接收机数据管理,软件运行的结果显示该算法高效地为水下GPS定位系统的状态监视和定位解算提供了正确的数据。     

GPS激光测距动态定位系统的数据采集及管理

GPS激光测距动态定位系统是激光测距与GPS定位系统的集成应用,通过测设测点坐标与目标点斜距信息,运用空间测边交会方法进行定位。本文阐述了GPS激光测距系统的定位模式,数据管理及在数据实时处理中的应用。GPS激光测距动态定位系统所有数据都是通过串口发送到计算机。合理、高效地从接收到的数据中分离出各个模块的数据是实现系统稳定工作的关键。本文提出基于内部循环结构对多串口的数据分离和同步数据提取算法,实现了多通道串口数据管理及实时处理,软件运行的结果显示该算法高效地为主动定位系统的状态监视和定位解算提供了正确的数据。     

卫星导航系统中轮循式时频测量的数据预处理方法

针对时间频率系统中轮循式测量多通道信号与标准1PPS信号时差的记录错误通道数据问题，对阿伦方差等计算带来的不利影响，提出了一种结合Baarda算法和三次样条插值算法的数据预处理方法，有效地探测数据记录异常点，并计算异常点的三次样条内插值以替换，提高了原始数据可利用率和计算精确度。     

北斗RNSS-RDSS组合模糊度解算方法

电离层延迟较大是基线较长情况下的模糊度解算需要解决的关键问题。当基线较长时,由于基准站和流动站的电离层相关性弱使得双差电离层残差较大,易导致模糊度解算所需时间长且成功率不高。本文提出了一种模糊度解算方法,该方法将北斗无线电测定业务(radio determination satellite system,RDSS)的下行S频段信号测量值与无线电导航业务(radio navigation satellite system,RNSS)信号测量值组合来削弱电离层的影响。首先,通过RDSS信号测量值与RNSS信号测量值一起进行频率组合研究,确定了几组电离层延迟系数小且总噪声波长比(total noise level,TNL)较小的组合。然后,利用这些组合形成几何无关和电离层无关模型解算GEO卫星的窄巷模糊度。最后利用已知窄巷模糊度的GEO卫星测量值辅助求解非GEO卫星的窄巷模糊度。利用实测北斗星历对提出的方法进行了仿真验证,结果表明,本文方法可以从整体上提高模糊度解算的速度和成功率。     

GTDM:一种获取全球对流层延迟的新模型

对流层延迟是GNSS定位的主要误差源。现有的各对流层延迟模型大多存在过度拟合的弊端,不能反映延迟在短时间内的细节变化。本文利用2011-2017年ECMWF气象资料分析了对流层延迟的变化特征,发现同一格网相邻年份之间全球对流层延迟偏差绝大多数在5 cm内。在此基础上,本文提出了一种非参数拟合的对流层延迟模型GTDM。经验证,GTDM模型具有较好的拟合效果。本文将2016-2017年IGS分析中心提供的对流层延迟产品数据、探空气象数据解算的对流层延迟作为外检核数据,验证结果表明,GTDM模型在全球范围的精度均优于GZTD、GPT2w、UNB3m模型。GTDM模型建模方法简单,可避免过度拟合对流层延迟值的问题,能够有效地反映对流层延迟变化特征。     

提高对流层天顶总延迟解算精度的新方法探讨

对流层天顶总延迟的解算精度,直接影响长基线解算的精度和大气水汽含量的计算精度。文中提出克利金内插法解算天顶总延迟的新方法,并利用南极长城站和周边IGS跟踪站的GPS数据,通过高精度解算软件GAMIT/GLOBK,解算出长城站上空的对流层天顶总延迟,将其与利用内插方法解算的天顶总延迟进行了对比分析,得出:利用该内插方法获取的南极长城站在夏季的天顶总延迟的均方差可达0.2mm,这对今后GPS高精度定位和GPS气象学应用来说,具有重要意义。