基于北斗的动车组实时高精度定位系统研究与应用

北斗卫星导航系统（BDS）已向亚太区域提供正式服务并开始建设北斗全球系统。为了评估验证北斗系统在高速移动条件下的实时差分定位精度,本文设计了动车组实时高精度定位系统并建设了高速铁路试验段。实测结果表明,高速移动条件下动车组列车实时定位的水平垂直轨道方向精度优于1 m,具备区分清楚动车组列车所处轨道的能力,一定程度上能满足铁路行业定位应用的迫切需求。     

智能手机RTK定位软件实现及应用试验

随着芯片技术的发展,智能手机已成为使用最普遍的一类全球卫星导航系统(GNSS)设备,其提供位置服务的能力逐步彰显.为探究将手机作为专业GNSS设备的可行性,利用谷歌开放Android智能终端GNSS原始观测数据这一契机,设计并实现一款手机实时动态(RTK)定位手机应用程序(APP),并基于该APP开展高精度定位应用试验.结果表明：在静态条件下,手机RTK定位精度约达1 dm;在行人和车载动态条件下,可达平面亚米级、高程1～2 m的精度水平,RTK定位精度远高于内置芯片解,但稳定性略差于芯片解.使用手机模拟RTK点测量,其平面精度约达1 m,基本满足地理信息采集和调查等亚米级到米级低精度专业应用的需求.     

智能手机多频多系统实时动态的定位性能分析

随着位置服务的发展,人们对定位精度的需求不断提升. 目前智能手机定位主要依赖于全球卫星导航系统(GNSS)芯片所提供的芯片解,其精度仅为米级. 2016年,谷歌宣布允许开发者获取手机GNSS原始观测数据,为研究手机GNSS高精度定位算法提供了支持. 为探索智能手机多频多系统实时动态(RTK)的定位精度和可靠性,文中基于华为P40智能手机开展了静态和动态环境下的多频多系统RTK的定位性能分析. 结果表明:在静态环境下,智能手机多频多系统的RTK定位精度要优于芯片解,在东(E)、北(N)、天(U)三个方向的定位误差均方根(RMS)分别为0.20 m、0.39 m和0.31 m,比芯片解提高了57%、71%和75%;在动态环境下的定位精度依然能够达到分米级,相比于芯片解在E、N、U三个方向上的定位精度提高了37.84%、47.22%、53.68%.      

GNSS多模多频大规模实时高精度定位关键技术研究EI北大核心CSCD

多模GNSS发展及其应用领域的拓展使卫星导航产业迎来巨大发展机遇的同时,也带来了一些亟须解决的问题。各GNSS系统由不同的国家或地区设计、建设和维护,其时空基准、信号频率和编码调制方式都存在差异,多模GNSS组合解算必须顾及系统间和系统内的多种偏差;受大气延迟等误差的影响,中长基线模糊度快速固定困难;大范围参考站网络,大气延迟建模精度低,流动站定位精度差且经常出现无法获取固定解的现象;另外,受限于当前网络RTK系统的服务机制,实时在线用户数量过大易导致服务中断甚至系统崩溃等问题。     

一种城市环境下GNSS/MEMS IMU车载实时精密定位方法

针对城市环境下全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)信号严重遮挡和微机械惯性测量单元(micro-electro-mechanical system inertial measurement unit,MEMS IMU)误差快速累积导致GNSS/惯性导航系统(inertial navigation system,INS)组合定位精度下降的问题,提出了一种GNSS载波相位实时动态差分(real time kinematic,RTK)+载波相位时间差分(time-differenced carrier phase,TDCP)/INS实时精密定位方法。在观测条件良好时,采用固定模糊度的RTK与INS紧组合;当信号严重遮挡RTK解算失败但TDCP解算成功时,使用TDCP观测值与INS紧组合;若TDCP解算失败,采用INS推算导航。在武汉大学校园及周边开展车载实验,结果表明,在除了隧道等密闭环境以外的城市道路上,多系统GNSS的TDCP解算成功率接近90%。在RTK解算失败的连续时间小于45 s的复杂环境下,TDCP/INS组合定位的平...     

全球导航定位系统GNSS的技术与应用

介绍了GNSS系统的发展过程及组成部分（GPS,GLONASS,GALILEO,BEIDOU）,归纳了GNSS定位、GNSS—R、GNSS掩星、组合导航、嵌入式等技术,并对GNSS最新的应用领域进行全面研究分析,以及预测GNSS系统的发展前景。     

基于BDS的主辅站技术在车载导航中的应用研究

为了克服传统车载导航定位技术的不足,提高定位精度,文中将基于北斗卫星导航系统的主辅站技术应用于车载导航中,主辅站技术有着可靠性高,无需双向数据传输和服务用户无数量限制等优点。理论研究和实践表明,基于主辅站技术的车载导航定位系统,其定位精度可以达到厘米级,实现车道级定位导航,并能在车辆即将越界时提供预警,防止车辆违章,具有一定的实用价值。     

智能手机影像支持的水质监测算法与应用EI北大核心CSCD

智能手机为基于公众科学的水质监测提供了新的手段,但是目前还缺乏基于智能手机拍摄的水体影像的水质参数反演的系统性研究。针对这种情况,本文首先构建了基于水面数码照片的典型水质参数反演和水体污染识别模型,包括水色指数、透明度、营养状态等级、蓝藻水华、黑臭水体;然后,基于这些模型开发了基于智能手机安卓系统的“观水色”app,并在一些典型研究区对“观水色”app进行了应用及评价,获得了较好的水质监测精度;最后,分析了白平衡、不同数码相机设备、照片存储格式对于基于智能手机的水质监测的影响及其应对策略。本文的研究成果将有利于推动智能手机在水质监测中的广泛应用。     

一种基于智能手机的室内地磁定位系统

研究分析了手机传感器和室内地磁场的性质后,针对室内定位问题提出了一种基于客户端 服务器架构的定位系统.因智能手机大多搭载了能够收集地磁信号的三轴磁通门传感器,提出了两种构建位置指纹的方法:将地磁传感器的数据水平化,或是结合方向信息和地磁数据构建混合位置指纹,并通过将定位区域划分为网格的方式构建定位基准图.针对两种位置指纹设计了基于欧几里得距离的匹配算法.最后,在Android平台部署应用并进行实验,分别对比了两种位置指纹的定位准确度、地磁匹配速度,实验结果表明系统能够达到1 m的定位精度.      

基于格网化高精度卫星导航定位服务方法的网络RTK精度分析

针对一种在虚拟参考站(VRS)技术基础上,进行改进的基于格网化高精度卫星导航定位服务方法,测试并分析了该方法格网划分分辨率不同对网络实时动态定位(RTK)精度的影响,在常规格网划分条件下,选取动态场景的应用数据,分析了该方法的网络RTK动态应用精度. 测试结果表明:随着格网划分距离增加,网络RTK精度随距离增加会降低. 其中,2′×2′和4′×4′格网划分模式下,定位残差序列除个别异常点外,几乎都在厘米以内,且精度统计相当,故可以选择4′×4′作为常规格网划分,满足少量相对固定的虚拟格网点观测量计算,且定位精度维持在厘米级. 常规格网划分条件下,RTK动态跑车定位水平残差序列为厘米级,高程残差序列在分米级,能够达到动态应用精度要求.      

Android智能手机GNSS高精度实时动态定位

本文基于智能手机GNSS观测值的质量和性质,利用手机载波相位观测值不确定度进行粗差处理,使用星间单差法消除智能手机伪距和载波相位观测值之间差值不固定特性的影响,针对手机观测值修改滤波过程中的观测值噪声方差数值,采用不固定载波相位整周模糊度的常加速度动态单频Kalman滤波模型实现实时PPP和RTK两种定位方法,提高手机实时GNSS定位精度。使用某智能手机进行验证,单频实时动态PPP定位在99s内达到稳定状态,平面定位精度为1.51 m,高程精度为2.79 m;RTK定位在27 s内达到稳定状态,平面定位精度为0.73 m,高程精度为0.78 m。测试结果表明目前智能手机的GNSS定位模块具有提供更加精准的位置服务能力,甚至在某些特定场景下具有实施测绘作业的潜能。     

基于北斗高精度定位的车道级导航系统

随着我国营运车辆越来越多,各类交通事故时有发生,给人民群众生命财产带来了巨大损失。其原因是多方面的,其中营运车辆驾驶人员不遵守道路交通安全法的违法行为（如超速、随意变道、长时间占用超车道、应急车道、随意停车等）,是导致高速公路事故发生的重要因素。基于这种现象和原因,本文研究和实现了基于北斗卫星导航系统的高精度定位车道级导航系统,以加强对营运车辆驾驶行为的管控,解决交通执法难题,提高管理效率。     

面向城市复杂环境的3种多频多系统GNSS单点高精度定位方法及性能分析

城市智能交通、自动驾驶等对高精度动态定位的需求为分米级甚至厘米级,但在城市复杂环境下信号遮挡、衰减和多径频繁发生,GNSS定位的可用性和精度严重降低。本文充分利用现有可用的多频多系统GNSS(GPS/BDS/Galileo/QZSS)数据,采用最新提出的单历元PPP宽巷模糊度固定方法(PPP-WAR),并与传统PPP方法和广域伪距增强精密定位方法进行对比试验,分析了这3种单点高精度定位方法在大都市高楼密布道路、小城镇狭窄道路和工业区开阔道路3种不同信号遮挡条件下的车载动态定位性能。结果表明,目前城市环境中的三频数据完整性高达94%以上,可满足基于多频GNSS单历元定位的需求。粗差阈值设定为3 m时,单历元PPP-WAR解在小城镇狭窄道路的水平定位误差RMS为0.41 m,达到了分米级定位精度,比广域伪距增强精密定位解和传统PPP解分别提高了53.9%和21.2%;3种方法在大都市高楼密布环境下的定位可用性均高于70%,在另外两种城市环境下的定位可用性均高于90%。粗差阈值0.5 m时,单历元PPP-WAR方法和传统PPP方法在小城镇狭窄道路环境中可用性依然可达～70%。单历元PPP-W...     

大范围CORS网的GNSS实时定位算法研究

为了提高长距离大范围基准站的定位精度,该文提出长距离网络RTK流动站整周模糊度的解算方法:解算卫星的双差宽巷整周模糊度,得到准确度更高的流动站初始坐标;进行最小二乘参数估计;然后将流动站整周模糊度全部准确地确定出来。最后使用CORS网实测数据进行实验,结果表明流动站用户能够得到厘米级定位结果,证明了该算法具有很好的可用性。     

安卓智能手机的精密单点定位模型研究

针对当前智能手机的全球卫星导航系统(GNSS)原始数据质量不佳导致常规精密单点定位(PPP)模型无法有效利用以及缺少智能手机PPP模型测试分析资料等问题,该文以载波加钟差的改进精密单点定位模型为基础,扩展至相应的载波加钟速模型、UofC模型、无模糊度模型、载波二次差模型及星间差分模型,简述了各个模型的特点,并利用华为P10智能手机的GNSS原始数据,测试并分析了各个模型定位精度情况:星间差分PPP模型在短期内(10 min)定位精度最优,平面中误差在1.8 m左右,高程2.1 m左右;改进模型与载波加钟速模型定位精度相当,UofC模型精度稍差;无模糊度模型与载波二次差模型需在Kalman滤波过程中采用降权方式防止其发散,定位精度取决于前期历元的数据质量。     

北斗多模组合RTK实时定位性能比较与分析

针对省级北斗地基增强系统在推进建设中系统评估方法存在的欠缺,提出了北斗多模组合定位测试方法。通过重点分析6种组合定位模式下的RTK实时定位关键性能表现,对定位初始化时间、固定成功率、连续性定位精度和实时定位精度等关键指标进行了定量对比分析。结果表明,广东省北斗地基增强系统可为广东省范围内提供符合精度要求的实时定位服务,在基准站平均间距35km以内,采用GPS+BDS组合信号RTK实时定位效果较好,能够提升其初始化时间和固定成功率。     

GPS/VRS 卫星定位服务网络建设与精度评定

虚拟参考站技术是近几年发展起来的,集Internet、无线通讯、计算机网络和GPS于一体的卫星定位技术。成都虚拟参考站卫星定位服务系统的建设,在设计上可满足全天候地向大成都地区用户提供厘米级实时动态定位服务。为了对该系统的实际定位精度进行客观的评价,从2 0 0 4年7月开展,历时两个月,全面完成了成都虚拟参考站卫星定位服务系统的精度评定工作,结果表明:在网内,水平方向上的精度可达2 .5cm ,垂直方向上的精度为4 . 5cm ,精度分布均匀;在网外,未模型化的距离相关误差的残余逐步增大,特别是距离网络中心大于1 2 0km以上时,定位精度开始衰减,为分米级。     

国产尾标定位系统的研究及应用

对中国石油大学自主研发的全球卫星导航系统(GNSS)尾标定位系统的组成及运行原理进行了详细的阐述.介绍了该尾标定位系统在海洋拖缆作业中的应用,包括其核心软硬件的设计和主要工作流程.通过陆上模拟实验,对其电台传输距离和稳定性及定位精度进行测试,测试结果表明,尾标定位系统能够连续稳定地传输数据且能够实现厘米级的相对定位精度,可以满足实际生产中海上拖缆作业对导航定位的需求.     

基于双GPS接收机的自主定位定向系统的设计与实现

通过对目前武器装备定位定向手段存在的不足进行分析,提出了基于双GPS接收机的自主定位定向系统的设计方案,给出了该系统的结构组成,阐述了定位定向的基本原理,并对实现该系统的关键技术进行了研究。实践证明,该系统定位定向时间短、精度高,使用方便可靠,满足武器装备作战使用的要求,对于提高武器装备的快速反应能力具有重要的意义。     

车载移动测量系统研制与应用实践

为满足高精度空间信息获取的需求,本文在集成高端国产激光雷达、惯性测量单元等传感器的基础上,研发了新一代测绘级车载移动测量系统.设计优化了系统通信总线,对影响系统精度的因素进行了分析,并提出了激光雷达锥扫角标定方法及系统整体标定方法,提出了使用RTK优化POS数据的方法,精度达到厘米级.该系统在带状测图、高精度导航地图生...