基于自动跟踪技术检测GNSS动态测量精度方法

提出一种基于TDA5005高精度全站仪对GNSS定位设备进行自动跟踪测量,通过自动控制、时间同步、姿态改正、空间基准统一等步骤,实现对动态环境下GNSS设备单历元定位精度进行检测。设备检测既可在海上也可在陆地上进行,自动化程度高,操作简便,以期对GNSS的应用有一定的指导和借鉴意义。     

基于GNSS浮标的潮位测量技术研究

利用研制的GNSS浮标,在海南省清澜湾进行了21.5 h的潮位测量工作,分别使用GAMIT+TRACK和精密单点定位技术(PPP)两种方法对GNSS数据进行解算,并对高频GNSS解算结果进行了巴特沃斯、低通滤波、中值滤波、小波滤波等处理,处理结果与实测潮位数据进行了对比。结果表明:(1)使用GNSS浮标可以进行潮位测量;(2)移动平均滤波或中值滤波对高频GNSS浮标解算数据的处理结果较好,其次为巴特沃斯滤波,小波滤波处理结果较差;(3)在GNSS基准站的支持下,GAMIT+TRACK对GNSS解算结果精度可达1.065 cm,并可以给出绝对高程下的潮位信息;PPP技术解算结果的精度为4.283 cm,但不需要GNSS基准站的支持,可用于远海潮位测量。     

GNSS船姿测量方法及对多波束测深精度的影响分析

GNSS船姿测量以其观测误差不随时间累积的特点得到了广泛研究和应用,本文基于三天线GNSS船姿测量方式,构建了波束脚印误差与姿态误差间的关系模型,设计仿真实验分析了基线长度对姿态误差的影响,以及不同水深环境下姿态误差与GNSS定位误差的关系。为突破传统RTK在测量距离上的限制,本文采用PPP、PPK、MBD (动态参考站差分)三种方法进行GNSS船姿计算,并通过海上实验与高精度惯性导航系统进行对比分析,结果表明使用MBD测姿结果要优于PPK和PPP模式,得到的航偏角、横摇角、纵摇角标准差均在0.1°左右,可满足通常情况下多波束测深对姿态精度的要求。     

一种基于GNSS测高的近海单站水位改正方法

针对在海洋水深测量或海底地形测量中,部分距岸较远测量区域的水位改正问题,提出一种基于GNSS测高的近海单站水位改正方法,通过对船载GNSS测高数据进行波浪滤波及吃水改正,计算得到反映水位变化的大地高,然后采用最小二乘拟合法,计算测区大地高水位与单验潮站水位的基准面偏差,统一GNSS大地高水位与岸边验潮站基准,从而对测区水深数据进行水位改正。实验表明,该方法可达到厘米级的水位改正精度,满足相关测量规范要求,具有一定的应用价值。     

基于GNSS技术的波浪浮标测波方法研究

波浪是海洋中的重要运动现象,监测波浪的变化并研究其运动规律,对海洋学研究和海洋工程具有重要的意义。目前传统的GNSS (Global Navigation Satellite System)测波方法在实时高精度波浪测量方面存在很大劣势和限制。本文研究了一种基于GNSS技术的实时高精度波浪测量方法,能得到波高、周期等波浪要素信息,并以南海浮标试验实测数据为例进行了处理和分析,验证了该方法的可行性。该方法直接基于广播星历进行GNSS相位观测值历元差分确定浮标速度,无需额外的实时精密差分改正数,从而节省了精密差分改正服务成本与海上通讯成本。该方法适用于近海、远海场景,并且浮标可以使用低成本单频GNSS接收机,得到高精度波浪测量结果,具有较高的实际应用价值。     

迈向实时位置服务的精密单点定位技术

介绍近年来随着GNSS技术向大范围、高精度、动态实时定位服务技术迈进,精密单点定位技术研究在实时轨道钟差数据获取,非差模糊度固定技术及在线精密单点定位服务系统方面取得的研究进展。总结了这些领域新出现的主要技术、算法和相关产品,并展望了未来精密单点定位技术的发展方向。     

GNSS海洋浮标海面高程动态不确定度研究

为全面准确地评定GNSS(Global Navigation Satellite System)海洋浮标测得瞬时海面高程的动态不确定度,根据GNSS海洋浮标的工作原理、系统组成及数据处理方法,提出了针对具体测量过程的瞬时海面高程动态不确定度评定方法。将浮标动态测量过程分解为静态测量过程的集合,采用GUM(Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement)方法建立了测量模型,详细分析和计算了静态测量过程中瞬时海面高程的不确定度分量:GNSS高程不确定度、GNSS天线高程改正不确定度和高程异常不确定度,最后合成瞬时海面高程的动态标准不确定度和动态扩展不确定度。使用该方法对近海GNSS浮标测量结果进行了动态不确定度评定,验证了此方法的可行性,也为评价GNSS浮标测量结果质量提供了有效依据。     

GPS差分定位系统动态RTK性能分析

针对岛礁周围海洋环境测量的位置保障需求,以具备NavCom的StarFire差分服务的调查测量母船作为基准站,机动测量测量艇作为流动站,通过动态RTK的模式进行定位。设计了固定流动站、基准站与流动站相对位置固定和基准站与流动站相对运动3种场景对NavCom GPS差分定位系统的性能进行了分析研究,结果表明动态RTK模式下NavCom GPS差分定位系统可获得分米-亚米级的精度。     

低成本复杂环境下高精度单波束测深系统的设计与实现

长江江苏段过江通道、跨江电缆、码头等设施日益增多,建设规模趋于大型化,附近水域测量时GNSS信号遮挡严重,常造成定位信号丢失干扰。本文研究中将低成本中等精度惯性导航系统接入,使用内插和姿态融合算法,辅助精准定位。测量时船舶动态吃水难以得到,文中提出了在换能器附近安装压力式水位计,可实时获取船舶动态吃水。通过两种传感器的结合,组成一套低成本复杂环境下的高精度单波束测深系统,经测试符合精度要求,具有一定推广性。     

惯性技术视角下动态重力测量技术评述(一):比力测量与载体动态的影响

重力测量系统中测量的重力,即重力加速度,是一种特殊的加速度,因而重力传感器是一种特殊的加速度计。在动态场合,现代重力仪一般采用基于陀螺仪构建的各种平台为重力传感器提供姿态基准。因此采用加速度计和陀螺仪这些惯性元件的动态重力测量系统可以看做是惯性技术的一种具体应用。从惯性技术的角度对动态重力测量的理论和现状进行了分析。首先介绍了在地球表面附近进行重力测量时涉及的参考坐标系。然后详细推导了动态重力测量的基本理论,即比力测量理论,指出比力方程是动态重力测量和惯性导航的共同基础。最后对不同载体对动态重力测量系统的影响与要求进行了分析。