新型动态定位系统的研究与应用

研究了在动态条件下对人员无法到达区目标定位的方法,分别研制了GPS激光测距定位系统和GPS近景信息采集系统。设计了水上动态实验,分析了两套系统的定位精度,验证了两套系统在动态测量模式下的可用性,提出了对人员无法到达区目标定位的新手段。     

数字城市空间管治动态信息采集系统的设计与实现

探讨了数字城市空间管治动态信息采集的技术路线。通过城市空间管治信息动态变化和信息采集需求分析,采用基于3S技术的动态信息采集总体技术框架,设计RTK综合集成采集模式,重点解决城市建筑物遮挡卫星信号条件下的城市空间结构信息采集,以及RTK移动站无法直接到达的目标点信息采集。在PDA上实现了数字城市空间管治信息采集的系统功能。     

一种多维尺度分析到达时间差定位算法

基于多维尺度分析的到达时间差定位算法是一种新型而高效的到达时间差定位算法,它通过多维尺度分析,将到达时间差定位问题建模为矩阵范数的最优化问题,然后通过子空间分析将该最优化问题转化为线性方程求解问题。指出该算法在推导过程中的一处疏漏,即在转化为线性方程求解问题过程中,并不能通过标量积矩阵的正定性得到目标线性方程,因为标量积矩阵并非正定。针对二维定位的情形给出一种严格的证明。该证明针对位置坐标矩阵列向量的线性相关性进行分类,当该矩阵的列向量线性无关时,目标线性方程成立;而当该矩阵的列向量线性相关时,通过分析该矩阵的列秩和行秩,可以得出参考点和目标点所必须满足的几何排布条件,并验证在该条件下目标线性方程仍然成立。     

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。     

一种基于目标检测和PnP的移动终端室内定位方法

针对传统的视觉定位易受噪声干扰、目标检测准确率低且无法获取终端准确位姿信息的问题,提出了一种基于卷积神经网络的目标检测和PnP相结合的移动终端室内定位方法,通过Mask-RCNN进行目标检测,然后采用EPnP算法求解相机准确的位姿信息,并对该方法进行系统实现及真实场景试验。试验结果表明,该方法目标检测准确率在98%以上,单轴定位误差在0.35 m以内,满足移动终端室内定位的精度,具有精度高、稳定性好的优点,为基于视觉的移动终端室内定位提供了新的思路。     

扩展卡尔曼滤波的虚拟格网伪距差分算法研究

针对传统伪距差分服务端压力大,以及在复杂环境下进行导航定位,某些历元卫星信号弱、卫星数不足、无法连续定位的问题,该文提出了基于扩展卡尔曼滤波算法的虚拟格网伪距差分方法。该方法充分利用先验信息和动力学模型,解决了复杂环境中动态定位结果不连续、定位精度低等问题。为验证算法的有效性,该文分别进行了动态、静态实验,并与最小二乘结果进行对比,实验结果表明:静态模式下,卡尔曼滤波算法比最小二乘算法的定位精度,在N、E、U方向分别提高48.3%、47.1%、52.5%;动态模式下,卡尔曼滤波算法比最小二乘算法更加稳定,更适合复杂环境定位。     

浅地层剖面系统延迟计算方法研究

浅地层剖面系统在进行海底探测时,定位数据与声学剖面数据之间不可避免地存在着延迟误差,该误差在进行海底精细探测时将会引起较大的海底目标定位误差。本文提出基于同一测线探测法的延迟校正方法,求取系统延迟值,能够大幅度提高海底目标探测的定位精度。试验结果显示,该方法能够在水上动态环境中实现海底目标的精确定位。     

基于GPS激光主动式定位系统定位方法研究

介绍了GPS激光主动式定位系统的硬件组成及功能,分析了该方法定位的基本原理,并对试验结果进行了分析,验证该方法的可行性及定位精度。利用系统在不同的流动站对目标利用系统同轴望远镜进行照准,发射激光获取不同流动站的距离,利用数字罗盘获取激光仪的姿态,GPS_OEM获得流动站点的GPS坐标。利用空间距离交会原理解算目标的3维坐标,为不易到达的测区提供技术方法。     

GPS-RTK/UWB紧组合精密动态定位性能分析

为克服GPS-RTK定位在复杂环境下由于信号遮挡,可视卫星数量不足等原因无法获取厘米级高精度定位结果的不足,研究将超宽带(UWB)短距离高精度定位系统与实时动态(RTK)进行紧组合来提高复杂环境下动态定位的精度.依据UWB定位原理,给出了GPS-RTK/UWB紧组合数学模型,详细介绍了数据处理流程.滑轨动态实验结果表明...     

基于GNSS/UWB的室内外连续定位方法

全球卫星导航系统(GNSS)与超宽带(UWB)等定位系统在室内外复杂环境下作用范围有限,并且单一定位源均无法获得从室外到室内连续可靠的定位结果等问题,针对北斗卫星导航系统(BDS)+GPS/UWB松组合定位方法展开研究,设计了室内外动态定位实验与过渡区域静态定位实验,利用扩展卡尔曼滤波器(EKF)对定位误差状态进行最优估计,并对BDS+GPS组合、UWB以及BDS+GPS/UWB松组合三种定位模式进行分析评价. 实验结果表明:在室内外的过渡区域,BDS+GPS/UWB松组合改善了GNSS-实时动态定位(RTK)的定位精度,扩展了GNSS-RTK的作用范围;BDS+GPS/UWB松组合相比于各单一定位源在一定程度上提高了系统从室外到室内定位的连续性与定位结果的可用性.      

PPP-B2b服务的实时精密单点定位精度分析

基于北斗官方发布的承载精密单点定位(PPP)服务的PPP-B2b信号与南方测绘最新研发高精度定位终端,本文采用全国6个城市连续一周的观测数据和实时定位结果,分析了基于PPP-B2b服务的PPP精度。其中重点分析了实时静态PPP与实时动态PPP定位的精度。试验结果如下:基于PPP-B2b服务的静态PPP定位精度水平方向优于7 cm,高程方向优于10 cm;基于PPP-B2b服务的动态PPP定位精度水平方向优于10 cm,高程方向优于15 cm。试验结果表明,基于该服务的实时PPP能达到静态厘米级、动态分米级的定位精度。     

卡尔曼滤波方法的BDS/GLONASSRTK定位算法

针对单系统RTK定位精度以及稳定性不足的问题,该文提出了BDS、GLONASS双系统联合RTK定位方法,通过对双系统进行时空基准统一,基于附加模糊度参数的卡尔曼滤波函数模型双系统RTK定位算法的研究,开发了BDS/GLONASS双系统RTK定位程序,对超短基线、短基线实测数据进行计算,并且与GPS系统结果进行比对。实验结果表明,BDS、GLONASS、BDS/GLONASS这3种模式定位精度虽稍逊于GPS,但也能够达到厘米级精度,从而提供高精度的定位服务。     

GPS设备海上动态定位精度检测新方法

为解决GPS设备海上动态定位精度检测的问题,提出了利用高精度全站仪对GPS设备动态跟踪进行动态定位精度评定.阐述了检测基准数据的采集和处理,以及利用惯性测量设备提供的姿态数据将GPS定位数据归算到检测基准.简要介绍了进行动态定位精度评定所采用的方法,并对系统的误差进行了分析.最后通过实验验证了新方法的有效性.     

基于RT-P P P技术的船体及浮标定位系统

高精度GNSS定位是海上勘探作业质量保障的核心技术之一。随着海洋石油勘探作业逐步走向深海领域,传统的岸基差分定位,由于需要依靠岸台基准站向船上发送差分信号,已无法满足远海定位的需求。本文通过对中海油田服务股份有限公司自主研发的"海星"船体以及浮标定位系统进行研究,提出了一种基于实时精密单点定位RT-PPP技术的坐标解算方法;并进行了陆地静态试验及海上拖缆地震勘探作业动态试生产实验。实验结果表明,系统的定位精度均优于1 m,系统的定位精度及可靠性能够满足海上拖缆地震勘探作业需要。     

一种基于智能手机的实时高精度定位系统开发与车载应用测试北大核心CSCD

手机GNSS芯片可支持多模GNSS观测信号,其提供的原始观测量为高精度导航定位提供了可能,智能手机高精度导航定位成为研究热点之一。本文首先基于自研的反向RTK算法,设计并开发了一套基于智能手机的实时高精度定位系统,降低手机的计算压力;然后基于智能手机小米8,进行了大范围(覆盖深圳、武汉、北京)、多场景(城市开阔/遮挡,高速开阔/遮挡)的动态车载应用测试,用于验证系统的可靠性和可用性。测试结果表明:系统在各场景下均能稳定有效运行,在开阔环境下,小米8可实现亚米级的实时动态定位精度,精度最优可达0.21 m。     

Android智能手机GNSS定位性能分析

随着全球卫星导航系统(GNSS)的发展和移动通信技术的进步,用户对位置服务(LBS)提出了更高的要求. 本文采用市面上常见的两部Android智能手机采集GNSS数据,对Android智能手机伪距单点定位(SPP)和单频精密单点定位(PPP)算法进行研究,分析了在不同条件下智能手机的SPP、单频PPP定位性能. 结果表明:在使用多普勒平滑伪距和信噪比随机模型的基础上,Android智能手机GPS单系统的SPP定位精度可达3 m,GPS、Galileo、GLONASS、北斗卫星导航系统(BDS)四系统定位精度可达亚米级. 在单频PPP静态定位中,在GPS单系统下,定位精度仅能达到米级,且收敛时间较长;在GPS、Galileo、GLONASS、BDS四系统下,定位精度可达亚米级,且平面方向可在40 min内收敛. 在单频PPP动态定位中,手机的定位精度仅能达到米级.      

一种顾及动静态的室内定位技术精度评价方法

为了解决室内定位问题,已提出多种室内定位系统,但各类定位系统的精度评价只利用了静态方法或动态方法中的一种,而两种方法均存在一定的优势和局限。本文根据室内定位系统精度评价的目的和需求,结合静态和动态评价方法的优劣进行优势互补,提出了一种顾及动静态的精度评价方法,该方法的关键是真值参考系统的建立。在对一种基于手机WiFi/PDR融合定位的室内定位系统验证试验中发现,该方法可以有效获得精度评价的指标,可满足室内定位系统的评估需求。     

卫星导航定位卡尔曼滤波时延平滑方法研究

为进一步提高卫星导航定位精度和性能,介绍和讨论了卡尔曼滤波延时平滑方法,并建立了一种卡尔曼滤波延时平滑定位模型与算法。与经典卡尔曼滤波类似,该算法同样具有状态系统与测量系统两类方程,能够根据后续历元测量值及定位结果向前进行逆向预测与更新,从而达到对整体定位过程再次平滑的目的,更大程度地获得定位结果跟随性与平滑性之间的平衡。通过多种不同情况下的GPS实测试验,对方法的正确性和可行性进行了分析与验证。结果表明,卡尔曼滤波延时平滑定位方法能够适用于多种静态、动态导航应用领域,使输出结果更为平滑和准确,在有效提高定位精度的同时具有更强的抗多径和抗干扰性。     

超宽带双向到达时间测距的室内动态定位方法

针对超宽带室内定位系统中的标准偏差和非视距误差问题,该文设计了一种基于改进卡尔曼滤波动态定位方法。该方法首先针对双向到达时间测距信息进行标定,利用线性拟合剔除测距信息中的标准偏差,针对超宽带平面定位系统中的非线性量测方程推导得到线性化的量测方程,将改正后的测距信息作为改进卡尔曼滤波量测信息,通过设定阈值调整卡尔曼滤波增益,从而剔除非视距误差。实验结果表明,该方法能有效抑制标准偏差和非视距误差的影响,视距环境下能达到厘米级精度,非视距环境下亚分米级精度,实现室内环境下的高精度动态定位。