海量GNSS小文件云存储优化方法研究

GNSS数据量呈指数级趋势增长,Hadoop分布式文件系统（HDFS）解决了海量GNSS数据存储瓶颈的难题,却面临内存占用多、文件相关性差和缺乏优化机制的问题。针对HDFS处理海量GNSS小文件效率不高的问题,结合GNSS数据类型、特点以及存储过程,提出了一种新的GNSS小文件云存储方法,优化了GNSS小文件的写入、读取、添加和删除策略。该方法分别按观测文件和解算成果的类型进行合并,对合并后的文件构建压缩Trie树索引,索引切分后,根据匹配算法分布式地存储索引块。实验采用国际GNSS服务（IGS）28 d的数据和产品进行云存储优化。结果表明,该方法降低了各节点内存消耗,提高了海量GNSS小文件写入、读取和删除的效率,实现了对海量GNSS小文件的高效云存储。     

GNSS观测数据解算检查及自动存储研究

对GNSS观测数据进行解算、精度计算及闭合差检查,对观测数据自动进行多层目录的存储。根据GNSS观测手簿记录的信息,利用TEQC检查提取计算成果建立了GNSS观测信息数据库。     

上海北斗连续运行参考站系统(SHBD-CORS)的建设与精度测试

一、引言连续运行参考站系统(continuously operating reference system,CORS)是当今GNSS技术发展的热点之一,极大地拓宽了GNSS技术在各行各业的应用。CORS系统利用计算机网络技术实时传输GNSS卫星观测数据,利用数字通信技术实现对用户数据的广播,将电离层、对流层、GNSS轨道等因素引起的误差改正信息发送给用户进行实时定位,从而形     

安卓智能手机GNSS数据质量分析

Android系统开放了全球卫星导航系统(GNSS)原始数据观测值,开发人员可以直接通过应用程序编程接口(API)获取GNSS原始观测数据．本文选取小米8和华为P30手机作为研究对象,对手机输出的原始GNSS观测数据进行研究,从多路径效应、数据载噪比方面分析数据质量．实验结果表明:相对于测量型接收机,安卓智能手机的原始观测值载噪比较低且多路径效应严重.      

昌平断裂交汇区GNSS观测网络数据质量分析

选取数据完整率、多路径效应、信噪比以及周跳比等数据质量评价指标,对昌平断裂交汇区的全球卫星导航系统（GNSS）观测网络进行数据质量分析。结果表明,全球定位系统（GPS）数据完整率均达98%以上,北斗卫星导航系统（BDS）数据完整率较低,均为75%左右;BDS受到的多路径影响较GPS和格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）要小;除了GPS和GLONASS的L2相位观测值信号强度相对较弱以外,其他GNSS信号强度均较强;所有测站的周跳现象均较少。昌平断裂交汇区GNSS观测网络数据质量较好,后续可升级硬件系统以满足BDS应用的需要。     

大规模GNSS网分布式存储与解算方法

针对GNSS大网在海量数据存储和解算方面面临的挑战,设计了从基础设施、数据管理、计算和服务到应用的GNSS分布式存储与解算体系结构;基于HDFS改进了GNSS数据存储目录结构;基于HBase设计了GNSS数据存储表结构;基于MapReduce提出了GNSS大网分区分布式解算策略。实验搭建了分布式平台,实现了GNSS数据分布式存储、并行检索和发布以及GNSS大网分区分布式解算,存储和解算性能均得到了较大提高。结果表明,所提出的方法可用于GNSS大网数据存储和解算。     

ArcSDE压缩二进制存储格式的研究与改进

ArcSDE压缩二进制是ArcSDE在关系型数据库(RDBMS)中保存地理信息中二进制几何图形的存储格式,这种格式采用将浮点几何数据整形化的方法进行数据压缩,减少了数据存储空间,同时也加快了数据在网络上传输的速度。本文通过对ArcSDE压缩二进制存储格式的研究与分析,指出了这种格式在存取和处理效率上的不足之处,并提出了更为高效的改进方法。     

GNSS水准自适应联合平差

将水准高差观测值与GNSS垂直运动速度作为观测值,利用联合平差方法实现GNSS水准自适应数据融合。均匀选取大地高变化与正常高变化一致的GNSS水准点作为约束点,实现GNSS垂直运动与水准垂直运动的有效匹配;利用方差分量估计方法自适应整体调整水准高差观测值权阵与GNSS垂直运动速度观测值权阵之间的比例关系;采用相关等价权函数抑制异常观测值的影响,提高联合平差的精度。以山东境内二等水准网及GNSS控制点数据为例,该方法能够实现GNSS与水准高程变化的有效融合,提高高程变化分析的可靠性。     

基于TEQC的山西省陆态网络GNSS数据质量分析

山西省陆态网络GNSS站点是中国大陆构造环境监测网络的重要组成部分,同时也是中国大地基准的重要支撑部分。该区域陆态网络GNSS站点周围环境好坏,影响GNSS观测数据质量,进一步影响我国地壳运动监测的精确性。本文基于TEQC软件数据质量检核模块对山西省内的67座陆态网络GNSS站点的数据进行质量分析,结果表明,58座陆态网络GNSS站点的数据质量满足规程要求,9座陆态网络GNSS站的数据质量不满足规程要求。     

大规模GNSS数据的分布式处理与实现

利用分布式计算的高性能计算、传输和存储能力,解决常规集中式大规模GNSS数据处理中观测站规模受限和时效性差的问题。讨论了GNSS数据的分布式处理方法、算法设计、处理策略和对已有软件的利用,并对GNSS数据进行了分布式计算试验,试验结果表明,基线解算中,8个节点的加速比达到了6.39;网平差计算中,4个节点的平均加速比达到了3.04。     

一种GNSS/视觉观测紧组合导航定位算法研究

全球卫星导航系统(GNSS)在弱信号环境下,GNSS信号易受到遮挡或者电磁干扰,严重影响导航定位的可靠性、连续性和精度.针对此问题,本文作者研究了一种GNSS和视觉观测紧组合导航定位方法.首先基于相机采集图像数据,利用ORB-SLAM2开源平台求解得到视觉位置结果增量,再联合GNSS伪距观测数据采用卡尔曼滤波(KF)进...     

An efficient solution of real-time data processing for multi-GNSS network

Global navigation satellite systems (GNSS) are acting as an indispensable tool for geodetic research and global monitoring of the Earth, and they have been rapidly developed over the past few years with abundant GNSS networks, modern constellations, and significant improvement in mathematic models of data processing. However, due to the increasing number of satellites and stations, the computational efficiency becomes a key issue and it could hamper the further development of GNSS applications. In this contribution, this problem is overcome from the aspects of both dense linear algebra algorithms and GNSS processing strategy. First, in order to fully explore the power of modern microprocessors, the square root information filter solution based on the blocked QR factorization employing as many matrix–matrix operations as possible is introduced. In addition, the algorithm complexity of GNSS data processing is further decreased by centralizing the carrier-phase observations and ambiguity parameters, as well as performing the real-time ambiguity resolution and elimination. Based on the QR factorization of the simulated matrix, we can conclude that compared to unblocked QR factorization, the blocked QR factorization can greatly improve processing efficiency with a magnitude of nearly two orders on a personal computer with four 3.30 GHz cores. Then, with 82 globally distributed stations, the processing efficiency is further validated in multi-GNSS (GPS/BDS/Galileo) satellite clock estimation. The results suggest that it will take about 31.38 s per epoch for the unblocked method. While, without any loss of accuracy, it only takes 0.50 and 0.31 s for our new algorithm per epoch for float and fixed clock solutions, respectively.     

虚拟卫星法在 GNSS / INS组合导航中的应用

在 GNSS / INS车载组合导航系统中,GNSS信号易受遮挡或干扰而失锁,造成组合导航精度有所降低.针对这种情况,将虚拟卫星法应用于 GNSS / INS组合导航系统中.通过增加虚拟卫星,构造虚拟观测量,将实测观测量、虚拟观测量用于组合导航 Kalman滤波器解算.试验结果表明,此方法能够有效地提高系统的可观测性和导航精度.     

TEQC数据质量可视化分析软件设计与应用

全球卫星导航系统（GNSS）观测值的数据质量是保证GNSS高精度定位的前提,为提高数据质量需要对GNSS观测值进行数据预处理,目前应用较为广泛的是UNAVCO Facility机构开发的TEQC软件．由于TEQC是DOS环境下的命令式,没有图形操作界面,人机交互性较差,生成的绘图结果文件需要借助QCVIEW等可视化软件处理,但这些软件尚无法对TEQC 2013.3.15以上版本生成的compact 3格式文件进行图形分析．因此,本文基于MATLAB GUI开发了一套适用于compact 3结果文件的可视化界面软件(TEQCplot View),实验测试结果表明:该软件性能稳定,可实现对不同结果文件的可视化分析．      

基于空间双曲交会的GNSS伪距单点定位算法

针对GNSS卫星导航中的伪距单点定位,提出一种不需要测站坐标近似值的非迭代算法。该算法将GNSS伪距导航定位方程转化为空间双曲定位方程,给出具体的解算步骤,研究了空间双曲定位方程的解(有两解),利用GNSS伪距导航定位的特点可消除多值性,从而实现无初值GNSS伪距单点定位。该算法与Bancroft算法相比,通过星间单差,与测站有关的公共误差项被消去,提高了定位精度;与传统的迭代算法相比,提高了计算效率,而且不需要测站坐标初值。最后通过IGS监测站实测数据对3种算法进行比较,验证了算法的有效性。     

复杂环境下智能手机RTK+PDR融合定位

针对室外复杂环境下智能手机定位精度低、抗干扰能力不足的问题,本文利用手机GNSS观测值和手机内置IMU数据,采用RTK和PDR算法融合定位,对比分析了小米8和华为Mate20X两款手机的GNSS数据质量和融合定位算法性能,以及不同观测条件下融合算法的定位精度和稳定性。试验结果表明,在良好和复杂两种观测条件下,采用RTK算法定位精度分别为1.8 m和4.6 m;采用RTK+PDR融合算法定位精度分别为1.2 m和2.6 m,在两种环境下,RTK+PDR融合算法的精度分别提高了50%和76%,即显著提高了智能手机在室外复杂环境下的定位精度。