GNSS/INS组合车辆协同精密定位方法

自动驾驶和智能交通要求载体的高精度定位,更要求载体之间的高精度协同控制。当前依靠增加传感器来提升载体定位精度的研究思路依然无法有效解决卫星信号长时间失锁的复杂情况。本文提出了基于GNSS/INS组合的载体协同高精度定位方法,通过建立载体之间的相对位置关系来实现载体间观测值的共享,从而提升载体的定位精度和可信度。试验结果表明,GNSS/INS组合的协同定位模式相比于单独定位模式能显著改善载体恶劣环境下的定位精度。     

UUVs集群协同定位的分散式增广信息滤波方法

无人水下航行器集群协同作业能够扩展单体UUV的感知范围,实现单体UUV无法或难以完成的复杂任务。由于水下环境的复杂性及UUV各传感器存在观测限制、时延等问题,传统分散式Kalman滤波方法所需要的庞大实时通信在实际中难以实现,使得当前UUVs集群协同定位为不严密的解算。本文提出一种以增广信息滤波为核心的UUVs集群协同定位分散式滤波方法,在顾及算法严密性的基础上实现了UUVs分散式协同定位。每个UUV平台根据本地的传感器数据建立自己的状态链,同时广播自己的观测信息,各个平台协同完成信息矩阵的Cholesky修正。基于严密的数理理论证明了所提出的UUVs协同定位的分散式滤波与集中式滤波的一致性,并与传统方法进行对比分析。理论仿真分析表明,较之传统方法单体UUV的观测更新或两个UUV之间的相互观测都会导致UUVs集群全体状态更新,本文方法使得观测更新仅与观测直接涉及的UUV相关,有效地降低了通信载荷,实现观测信息的即插即用,扩展性良好。     

采用无线信号测距加权的室内协同定位

随着基于位置服务应用的普及,室内外无缝定位已成为下一代定位系统的核心,但是精确的室内定位至今仍是难点问题。众多学者提出过无线信号定位算法,然而无线信号具有不稳定性,且需要事先建立信号特征指纹数据库,这给定位带来了误差和繁琐性。通过对室内环境中超宽带信号测距结果分析以及对快速生成无线信号数据库方法的探讨,提出一种基于多用户测距约束的融合多传感器信息的协同室内定位算法。该算法利用粒子滤波集成了航向推算数据、WiFi数据、用户间测距以及室内地图等信息。测距约束能够剔除由于信号不稳定或数据库没有及时更新造成的误差。通过集成室内采集的数据,验证了该算法能够有效提高室内定位精度及稳定性。结果表明该算法比航向推算或WiFi定位结果提高了40%以上。     

基于BDS/UWB的协同车辆定位方法

针对当前协同车辆定位精度低以及城市复杂环境下协同车辆定位精度不可靠等问题,该文提出一种在车车通信环境下利用BDS/UWB组合系统进行协同车辆定位的算法。该算法综合利用BDS在城市复杂环境下的定位优势、UWB具有可同时提供短程无线通信功能和高精度测距观测值特性,通过扩展卡尔曼滤波对BDS双差观测信息和UWB测距信息进行融合,从而实现高精度、高可靠性协同车辆定位。实验结果表明:BDS/UWB组合系统在较好观测环境下定位精度可达厘米级,在复杂环境下定位精度可达分米级;相比于BDS单系统,BDS/UWB组合系统在较好观测环境下定位精度提升并不明显,平均提升了1.49 cm,但在复杂环境下定位精度平均提升6.88 cm,定位可靠性较单BDS系统也有明显改善。     

云定位技术及云定位服务平台

传统的基于行业用户需求而建立的集中式高精度导航定位服务模式在可靠性、可扩展性以及服务多样性等方面已无法满足大众用户的精密定位需求。结合云平台技术,提出了云定位的概念,通过综合管理和整合各类定位资源,实现多种定位手段的资源共享、技术融合和优化配置。给出了云定位的架构图,并讨论了GNSS网络RTK,GNSS广域精密定位,Wi-Fi定位,通信基站定位等多种手段在定位云上的综合和服务实现。云定位在可扩展性、可靠性、系统维护成本以及用户使用灵活性等方面都具有传统的精密定位服务模式所无法比拟的优势;通过云定位,用户不仅可以获取各类精密定位服务,还能实现多种定位资源的优化配置,定制个性化的应用;为精密导航定位的大众化普及提供有效的商业模式和技术途径。     

雾定位及其应用研究

全球卫星导航系统（GNSS）的发展促进了基于位置服务(LBS)的迅速普及,人们对高可靠、高可信、高精度定位、导航、授时（PNT）服务需求日益迫切．PNT是一个融合多类技术、包括多级系统的体系架构．围绕PNT服务体系优化,国内外学者相继提出了全源导航定位(All source positioning and navigation)、弹性PNT(Resilient PNT)、云定位(Cloud Positioning)等新的架构和技术体系．本文提出以具备通信、计算、存储、定位、感知等能力的异构定位资源为基础设施,通过智能管理与调度分布在不同地理位置的异构定位资源实现用户高可靠、高可信、高精度的PNT信息服务．并由此给出了雾定位(Fog Positioning)与泛源导航定位(Omnipresent Positioning and Navigation)的定义,指出雾定位的定义由分布式计算架构演化而来,强调构成PNT服务体系的架构;而泛源导航定位的概念是从定位技术的发展演化而来,强调利用可获取的泛在导航定位数据源进行协同融合处理,实现泛在定位的能力．在此基础上,通过与云定位比较,指出雾定位是云定位向用户端的延伸,是定位资源的泛在化实现,同时雾是一种动态的、弹性的云,因此雾定位是一种具备“弹性”性能的PNT架构．而泛在定位是PNT信息服务发展重要目标,雾定位给出了实现这一目标的潜在手段,即泛源导航定位．最后,结合城市环境、室内环境等复杂场景,研究了雾定位／泛源导航定位的基本服务模式．      

车载分散式协同定位算法性能分析

为了提高GNSS拒止环境下车辆编队的定位精度,克服集中式滤波依赖中央处理单元且整体计算量大,进而导致协同定位系统可靠性低的问题,提出一种基于OD/SINS(里程计/捷惯导组合导航)模式下分散式协同定位算法.在OD/SINS组合导航系统方程的基础上构建了分散式协同定位模型,建立了基于位置反馈校正的测量模型,并引入载体连线...     

大众智能手机精密定位与结果分析

随着移动互联网的发展与智能手机的普及,大众用户对高精度位置服务的需求日益增加。目前Google公司Android操作系统已开放GNSS原始观测值接口,采用智能手机实现传统适用于专业设备的PPP、RTK等高精度定位成为可能,因此采用原始观测值进行智能手机高精度定位成为研究热点。本文基于协同精密定位服务平台提供的实时轨道、实时钟差与电离层产品信息,实现了智能手机的PPP高精度定位处理。通过实测验证表明：在理想观测条件下,主流智能手机小米8与华为P10实现PPP定位精度水平优于1 m,相对标准伪距单点定位精度分别提高36%和47%。     

可定位视频采集方法研究

针对视频技术及GPS定位技术在日常生产生活中的广泛应用,提出将视频信息与GPS定位信息有机结合形成可定位视频,并通过DM642视频处理系统进行嵌入式开发。根据采集过程中GPS信息提取占用时间长以及DM642平台串口TL16C752B芯片资源有限的问题,详细介绍一种基于DM642的RF5多任务框架环境下GPS信息提取算法,同时采用线性内插方式解决GPS信息接收频率与视频采集频率不一致的问题,实现视频信息和GPS信息两者的实时同步采集形成可定位视频。     

水下UUVs集群协同定位技术发展现状及趋势北大核心CSCD

随着水下装备逐渐走向自主化、无人化、智能化,水下无人航行器(UUV)以集群的形式协同作业成为必然的发展方向。本文介绍了UUVs集群设备的发展现状及相关项目开展情况;系统梳理了UUVs集群协同定位技术在编队构型设计、观测量误差建模、模型与解算方法及水声通信技术方面取得的研究进展;重点讨论了UUVs集群协同定位技术的发展趋势,即协同编队构型设计的可视化、多源传感器误差建模的精细化、集群协同定位算法的智能化及定位结果质量控制的实时化;最后对UUVs集群协同定位技术的发展作出展望。     

遥感测绘卫星全球广域定标定位框架体系

针对我国遥感测绘卫星应用的实际需要,提出国境内实体几何定标检定场与国境外虚拟数字定标场相结合,卫星载荷实测位置/姿态参数与地面大范围基础地理信息几何控制要素相融合,经整体协同处理构建一种全球广域几何定标与地面目标三维定位的基础框架体系,为测绘卫星影像数据的全球应用提供一致的控制基础和可靠的定位基准。全球广域定标定位框架体系的建立,主要解决基于参考椭球面的全球剖分球面网格的构建技术,境内实体几何定标场的设计与实现技术,境外虚拟数字定标场的分布与交叉定标验证技术,以及卫星载荷实测成像参数与大量地面几何控制数据进行天地协同的融合处理技术。本文对涉及的相关技术进行了介绍和分析,并对分项试验验证情况进行了讨论。     

IMU/DGPS辅助航摄项目中不同GPS定位方式实验研究

IMU/DGPS辅助航空摄影测量中,通常使用布设地面基站方式通过差分解算获取像片的外方位线元素值,而利用连续运行参考站或者GPS精密单点定位技术也可以达到同样的目的。通过对多个工程不同定位方式的试验对比发现,地面基站、CORS站以及PPP三种定位方式对输电线路工程空中三角测量成果精度影响程度无明显差异,三种定位方式互为补充,可根据具体工程情况进行选择。     

多模型算法在协同定位中的应用

对编队协同中的导航信息融合问题进行了研究。在利用一个定位圆和状态预测相结合的基础上 ,引入多模型算法进行伪测量确定和状态更新 ,提出了基于多模型的协同定位算法。仿真结果表明 ,该算法具有不需要进行定位圆推同的优点 ,并且性能有较大的提高     

一种视觉与惯性协同的室内多行人目标定位方法

多行人目标连续定位与跟踪是大型室内空间安全防护、应急疏散、位置服务等应用领域共同关注的问题.基于固定相机的视觉监测是室内空间人流探测与行人定位的重要方式.然而现有单目视觉行人探测存在行人漏检、易受视觉盲区影响、行人身份难以确定等问题.针对这些问题,提出了一种结合视觉信息与惯性信息的主被动协同定位方法.该方法首先利用视觉...     

爱普生成功开发出用于室内定位GPS技术

爱普生目前发表了即使在室内也能进行定位的GPS技术。该公司将使用这一技术生产可嵌入便携信息终端和导航系统等产品中的GPS模块以及相关终端产品。 此次新开发的GPS技术,仅通过接收过去难以接收到的卫星发出的微弱GPS电波,在室内就能搜索到位置信息。该技术的主要特点有如下三点:(1)即使在室内或大楼之间也能进行定位(-155dBm以上);(2)室外2～3秒,室内10秒以内即可完成定位;(3)误差方面,室外被控制在大约     

一种单目视觉/INS组合室内定位抗差方法

针对单目视觉/INS的组合定位算法中,单目视觉本身不具备尺度的问题以及在景深变化明显和光照不均匀的环境下会产生粗差的问题,提出了一种单目视觉/INS组合室内定位抗差方法。在尺度恢复方面,借助INS的位置增量信息,基于最小二乘法对单目视觉进行尺度恢复。在抗差方法方面,利用INS在短时间间隔内增量信息高精度的特性,对单目视觉在此时间间隔内的增量信息进行检测,判断是否产生粗差并进行粗差剔除,进而提高组合定位系统的定位精度。实验结果表明,所提算法可以有效的探测并剔除单目视觉/INS组合系统在恶劣环境下产生的粗差,提高组合定位系统的精度及鲁棒性。     

附加基线矢量约束的双站协同精密定位方法

传统精密单点定位(PPP)具有高精度、操作方便等诸多优点,其通常利用Kalman滤波进行未知参数的解算,但是定位性能依赖于准确的动态模型和滤波初值,如果动态模型不准确或者滤波初值设定的不正确会导致滤波性能下降甚至发散.针对该问题,提出了一种附加先验的基线约束信息的双站协同PPP定位方法,算法利用双站所成基线的方向信息和长度信息对Kalman滤波过程中双站位置的估计值进行修正,减小了浮点解的误差协方差矩阵,提高了浮点解的精度.利用实测的全球定位系统(GPS)数据进行PPP实验,实际结果表明,与传统PPP参数估计模型相比,本方法有效改善了定位的精度,缩短了收敛时间.     

一种面向公共安全应急的多智能终端协同辅助系统

现有公共安全辅助系统在面对一些典型应急任务,如野外复杂地表环境人员搜救,城市突发事件中危险目标的围捕任务时,单纯依赖语音呼叫的指挥办法,无法迅捷实施任务。提出一套多智能终端协同辅助系统,将无人机与智能终端同时接入网络服务器,通过建立各终端之间以及与指挥中心之间多媒体信息传输,结合无人机位置与姿态信息,实时跟踪目标的地理位置,再通过快速路径分析,引导地面移动终端协同执行任务,从而可极大提升应急事件的处理效率。原型系统的实地演练验证了系统技术与相关算法的有效性。     

野外车辆定位监控系统设计研究

面向野外作业的需求,设计了一种野外车辆定位监控系统,该定位与监控系统采用分布式体系结构,设置监控总中心、监控分中心、车载终端;采用树状结构构成车辆信息交互系统,通过车载无线通信模块自动上报位置信息,达到实时定位与监控的目的。     

CNS+GNSS+INS船载高精度实时定位定姿算法改进研究

天文导航(CNS)、卫星导航(GNSS)和惯性导航(INS) 3种系统组合可提供高精度的定位定姿结果。实际工程中因INS长时间误差累积,以及系统硬件传输存在不可忽略的时间延迟,导致INS提供给CNS的预报粗姿态误差较大,恶劣海况下难以保障快速搜星,造成天文导航可靠性下降、姿态测量精度较低的问题。为此,本文提出了一种CNS+GNSS+INS高精度信息融合实时定位定姿框架,引入了等角速度外推措施,有效地解决了惯导信息延迟问题。通过高精度转台模拟恶劣海况下载体大角速度摇摆,验证了本文提出的改进算法的有效性。试验结果表明,该算法架构简单,性能可靠,显著提高了恶劣环境下星敏感器的快速、准确搜星能力,保障了三组合姿态测量的精度和可用性。