基于车载测量的交通标志调查系统研究

研究一种基于GPS和惯导系统定位、多种传感器融合的车载交通标志调查系统。介绍系统的组成、传感器间的配准和定位方法。在此基础上,研究基于CCD影像的交通标志采集方法。并以实际工程为例,对基于车载测量的交通标志调查系统进行研究成果的验证。     

惯导RTK技术的定位原理和工程应用实践CSCD

传统的实时动态定位(RTK)技术测量时必须使全球卫星导航系统(GNSS)接收机天线相位中心与测量点保持相对垂直才能够保证测量成果精度,测量时一般要架设三脚架;当使用对中杆测量时,测量者必须保证对中杆水准气泡相对居中才能保证测量成果的精度,测量过程较为费时费力.惯性导航系统(INS)的出现,改变了人们对传统RTK测绘技术的应用习惯,测量过程中一般不需要架设三脚架,测量对中杆在一定范围内保持任意的倾斜状态,测量过程相对轻松自如,大大减轻了测量工作劳动强度,提高了测绘工作效率.论文主要分析了INS的定位原理和其技术优势,并强调了只有熟练掌握惯导RTK技术在实际应用中的注意事项,才能使其发挥最大的效益与效率.     

GNSS精密单点定位与惯性导航紧组合理论模型

针对精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)动态定位精度低、收敛速度慢等问题,本文采用PPP/INS紧组合系统来达到改善PPP动态定位性能的目的。本文对PPP/INS紧组合的观测方程、误差补偿模型、参数估计模型等进行详细推导。通过车载实验采集的卫星观测数据和不同等级的惯性数据,对动态PPP及PPP/INS紧组合的定位定姿性能进行分析,评估不同等级惯性传感器对PPP/INS紧组合定位精度和收敛速度的影响。实验结果表明:PPP/INS紧组合在北—东—高方向的位置RMS相对于PPP分别改善了70.2%、29.1%和16.8%,达到4.8 cm、12.3 cm和7.4 cm。在卫星跟踪条件良好时,惯性传感器性能对PPP/INS紧组合定位精度影响不大;而在卫星观测条件不足时,惯性传感器性能对PPP/INS紧组合定位精度影响明显。此外,仿真和恶劣条件下的数据结果表明,PPP/INS初始定位精度与收敛速度随惯性传感器性能提高而改善明显。     

超宽带与惯性导航组合的室内导航定位

针对室内环境下缺少GNSS信号,且超宽带(UWB)定位精度受非视距误差影响明显的问题,该文提出了基于UWB/INS组合的室内导航定位方法。该方法利用惯性导航系统(INS)推算的位置和速度信息与UWB解算的位置和速度信息的差值作为量测信息,按先验阈值鉴别并剔除非视距误差,通过扩展卡尔曼滤波进行室内导航定位。实验结果表明,该方法能有效抑制非视距误差的影响,大幅提升导航定位精度,稳定性更高,可靠性更强,适用于较高精度的室内导航定位。     

捷联惯性导航系统算法简化机制

随着低精度惯性导航系统的广泛使用,算法简化也成了研究热点。本文通过实验来验证简化导航算法对于不同惯导尤其是低精度惯导的可行性,这对实时性应用有很大影响。通过对以上内容的介绍,希望可以为进一步研究捷联算法、低精度惯导的实时应用提供一定的参考。     

GPS／INS直接定向精度分析

近年来,GPS／INS融合技术在国内逐渐被应用于航空摄影测量中,利用其直接获得外方位元素,从而减少外业控制点。通过试验,在DMC数码相机同高精度的GPS／INS系统联结下,直接获取了试验区的外方位元素,并对GPS／INS数据直接定向的精度进行分析和总结,得出了一些有益的结论。     

BDS-3 PPP/INS紧组合定位性能分析

随着我国北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)的全面建成，基于BDS-3的高精度定位定姿应用需求日益迫切.推导了无电离层组合模式BDS-3精密单点定位(PPP)模型及地心地固坐标系下的惯性导航系统(INS)误差方程，构建了BDS-3 PPP/INS紧组合定位滤波模型，分别针对BDS-3 PPP、BDS-3 PPP/INS松组合、BDS-3 PPP/INS紧组合三种模式进行了定位性能评估.实验结果表明：BDS-3 PPP/INS松组合与BDS-3 PPP位置精度基本一致；BDS-3 PPP/INS紧组合在东(E)、北(N)、天顶(U)方向位置精度为分别7.9 cm、9.3 cm、9.4 cm，较BDS-3 PPP/INS松组合位置精度分别提升了38.3%、33.1%、35.6%，速度精度分别提升了27.3%、45.8%、12%，姿态精度相当.     

基于梯度域的高辐射分辨率遥感图像动态范围压缩算法

针对高辐射分辨率遥感图像(high radiation resolution remote sensing image,HRRRSI)在普通显示设备上的显示问题,提出了一种适用于HRRRSI显示的新算法.该算法通过对高辐射分辨率图像中大梯度域的梯度衰减来实现,能够在常用的显示设备上对HRRRSI的细节信息进行精确显示.该算法实现的技术路线为:首先,对真实HRRRSI的亮度动态变化范围进行压缩处理;然后,将压缩后的遥感图像进行重建,得到低动态域的图像;最后,通过与常用的线性拉伸处理结果进行对比,验证该算法的有效性.结果表明,本文算法在实现HRRRSI灰度动态范围大幅度压缩的同时,能够较好地保持图像的细节信息和抑制一般的边缘效应.     

基于ICCP算法的重力辅助惯性导航

迭代最近等值线算法(ICCP)是一种重要的匹配导航算法,文中首先介绍ICCP算法的基本原理,随后在0.2′×0.2′重力异常数据库的基础上,利用ICCP算法进行仿真计算得到最佳匹配位置。最后为了验证匹配位置是否可用于修正惯导误差,提出将匹配位置误差作为观测量,用卡尔曼滤波对惯导系统误差进行最优估计。由最后的仿真结果可以看出,ICCP算法可有效抑制惯导纬度误差的增长,且最大纬度误差不超过2,′以匹配位置误差作为观测量可以用来估计惯导方位误差角。     

FPLL载波跟踪环仿真及高动态GPS信号测试

针对高动态环境下普通CPS接收机跟踪环路容易失锁的问题,考虑到锁频环动态性能好、锁相环跟踪精度高的特点,实现了二阶锁频环辅助三阶锁相环的载波跟踪环(FPLL)。根据FPLI.结构原理和误差分析理论,提出了一种FPLI.环路的码相位和载波相位精度分析方法。借助CPS软件接收机平台,在Matlab环境下仿真实现了FPLI.载波跟踪环,并利用Spircnt USS7700仿真器采集高动态CPS模拟信号对FPLI.环路进行了测试。测试结果和精度分析表明,在导航信号的载噪比为40 dB-Hz,加速度为26 g,加加速度为9g/s的条件下,该高动态跟踪环路能够达到码相位1. 31 m(1?）,载波相位为4.24 X 10-3m/s(1?)的跟踪精度。     

基于高精度三轴转台的GNSS/INS组合导航姿态性能自动化测试评估方法研究CSCD

目前全球卫星导航系统/惯性导航系统(GNSS/INS)组合系统性能测试评估技术存在评价方式单一,数据自动化处理程度不高等问题.针对系统的姿态性能,研究了GNSS/INS组合导航姿态性能动态测试评估新方法,并研发了相应的自动化控制测试评估软件.该方法基于高精度三轴动态基准仿真转台进行,首先通过多转位、多姿态运动场景的任务进行测试,采集转台三轴运动姿态数据与组合导航系统输出数据,然后利用Thompson奇异值剔除法对实测数据进行处理,最后结合转台实测数据进行不确定度分析从而完成测试评估工作.针对微机电系统(MEMS)组合导航产品开展了两组测试,实测结果表明:该方法可以较好地抑制组合导航系统中出现的奇异值点,同时转台的不确定度值均在0.2″以内,验证了该测试评估方法的高可行性与可靠性.     

重力扰动对惯性导航系统的位置误差影响分析

从重力学和牛顿力学的基本概念出发,给出了包含重力扰动影响的惯导误差力学编排方程,以单通道惯导系统为例,讨论了三种变化情况下,由垂线偏差引起的惯导位置误差及其误差传播特性,并以分辨率为1′×1′的某区域垂线偏差数据为背景场进行仿真。由仿真结果可以看出,在设定航线上,垂线偏差引起的惯导系统水平误差最大可达3 km。     

高动态GPS观测数据的仿真研究

主要介绍了高动态GPS观测数据的仿真情况,分析了GPS观测值仿真的意义、原理、及流程,重点讨论了各个模块系统的功能及采用的数学模型。利用编制的仿真软件仿真了武汉地区的GPS观测值,并与仿真的导航电文进行单点定位计算,算例结果表明本文方法的正确性和可靠性,能满足不同层次人员对GPS仿真观测值的需要。     

一种低动态高抖动环境下的GPS/INS紧组合方法

针对低动态高抖动环境下,影响GPS/INS紧组合精度的重要因素——惯性测量单元(IMU)数据中的噪声,该文提出利用小波降噪方法分离IMU数据中的噪声和有用信号以提高GPS/INS紧组合的精度。首先对IMU数据进行小波分解后得到的高频系数进行阈值量化处理,然后将GPS观测数据与降噪后的IMU数据进行GPS/INS紧组合解算,最终得到载体的导航信息。实例结果表明,该方法可以大幅提升GPS/INS紧组合的精度和稳定可靠性。     

基于惯性导航系统的轨道检查仪双位置对准方法

为提高轨道检查仪惯性导航系统对准精度,提出适用于轨道检查仪的惯性导航系统双位置对准方法。该方法利用轨道检查仪掉头方式,实现惯导系统加速度计常值零偏补偿。选用0.1°/h光纤陀螺仪和200 μg石英挠性加速度计组成惯性导航系统,在一铁路路段进行轨道检测试验。试验结果表明,双位置对准方法能够有效去除惯性器件零偏误差导致的轨道参数检测误差,在轨检仪连续工作300 m的情况下,铁路轨道水平检测精度明显提高。     

一种协同反演气溶胶与水汽含量的高光谱图像大气校正算法

大气校正是高光谱图像定量反演地表参数的前提。为充分利用高光谱数据本身的光谱特点,提出了一种协同反演大气气溶胶光学厚度(aerosol optical thickness,AOT)与水汽含量(water vapor content,WV)的大气校正方法,在同时考虑了气溶胶模式、AOT和WV这3个因素的综合影响基础上,采用循环迭代的思想,基于6S辐射传输模型,反演大气参数及地表反射率,弥补了现有反演算法中没有同时考虑AOT与WV的不足;并以武汉市Hyperion高光谱图像为例,验证了该算法的有效性。从与FLAASH算法及MOIDS提供的AOT和WV产品对比来看,该算法能较好地校正气溶胶与水汽对高光谱图像的影响,且反演过程中所有的输入均来自图像数据本身或6S辐射传输模型,无需输入额外的参数。     

基于多传感器融合的车载移动测图系统研究

提出一种基于定位传感器GPS、定姿传感器IMU、影像传感器激光扫描仪、线/面阵CCD相机等多种传感器融合的车载移动式数据快速采集系统。     

微小型IMU/GPS组合定位定向系统研究

介绍了一种低成本微小型惯性测量组件(inertialmeasurementunit,IMU)和双天线GPS构成的组合定位定向系统。为确保组合系统的实时性和滤波稳定性,提出了一种基于UD分解的快速卡尔曼滤波算法,给出了IMU/GPS组合系统的软硬件设计和实验结果。该组合系统应用于炮兵测地车,具有成本低、精度高等优点,能够提高炮兵测地保障的精度和速度。     

RTK在小区域测量中高程精度的研究

利用RTK进行数据采集和施工放样已成为当今一种非常重要的的测绘手段,其水平方向精度已得到公认,而垂直方向精度问题还需要进行更进一步的研究。本文通过RTK结合普通水准在一个小区域内,对一些固定点高程进行了检测,从结果看,RTK水准能够从控制测量到碎部测量满足大比例尺测图的需要。这项研究也对目前CORS的推广使用具有一定的借鉴作用。