一种GPS自适应天线的设计和实现

微带天线是一种实用性很强的GPS天线,目前,它在很多领域正逐渐取代其他形式的天线。由于自适应天线阵技术可增强系统的抗干扰能力而受到了人们的关注。对GPS自适应天线阵设计了天线单元,给出了仿真和实验测试结果。结果表明：该设计得到了理想的结果,具有很好的实用价值。     

一种多波束声速剖面反演与海底地形校正技术

为了解决在多波束测深中声速剖面代表性误差会造成平坦海底地形凹凸变形的问题,提出了一种基于海底观测值的声速剖面反演与海底地形改正技术。该技术利用波束入射角以及单程回波时间信息,建立波束位移与误差声剖的函数关系,采用间接平差与LM（Levenberg-Marquardt）法反演得到与实际声速剖面相近的改正声速剖面,从而达到校正海底畸变地形的目的。海上实验数据验证表明:与含有误差的海上声剖值相比,反演改正后的声剖值更接近海上实际声剖值;水深改正的相对标准差降低50%以上,有效地削弱了畸变海底地形的影响。     

一种利用回波时间反演多波束横摇角度的方法

针对传统多波束测深系统中对横摇偏差进行改正,存在校准后仍在航行过程中受外界因素干扰,以及改正模型未考虑声速不同导致声线跟踪法计算过程中的水层分层与声线弯曲影响,直接利用深度值进行计算使得改正精度不高的问题.提出了以检测线中央波束数据作为真实海底地形的参考,通过声线跟踪得到主测线在不同入射角度的回波时间,进而利用入射角度和回波时间的关系,反演得到横摇偏差角进行改正的方法.实验表明:利用回波时间对多波束测深数据的横摇偏差进行改正,通过声线跟踪结合检测线中央波束,能够进一步提高横摇偏差改正的精度.     

一种基于LM算法的多波束横摇残差改正方法

针对多波束测深系统由于存在运动残差而产生横摇误差,从而导致数据条带边缘呈现“波浪”状周期性起伏的问题,提出了一种基于列文伯格-马夸尔特（Levenberg-Marquardt,LM）算法的多波束横摇残差改正方法。该方法首先建立水深与横摇残差之间的函数关系式,然后采用非线性最小二乘LM算法并结合剖面趋势线构建思想进行横摇残差提取,最终实现对海底地形的改正。实例计算结果表明,改正后地形过渡更加平滑,趋近真实海底;左、右舷剖面水深标准差降低约50%,而剖面水深均值则几乎不变;对两组横摇序列进行相似性计算,初步判断横摇残差包含延时与杆晃影响。所提方法能够较准确地提取系统横摇残差,改正后海底地形起伏相对标准差明显降低,有效地削弱了运动残差对多波束测深数据的影响。     

一种顾及水下地形特点的多波束点云去噪算法

针对包含大量噪声的多波束点云去噪问题,顾及水下地形特点设计算法去除近地表噪声和明显离群噪声。算法基于RANSAC算法思想拟合局部平面,结合统计分析方法去除给定阈值范围之外的噪声;结合共面法矢量特征预判去除离群面并探测保留陡坡等高程梯度变化明显的敏感地形。通过减少点云数据检索次数、使用哈希表等方式优化算法,提高执行效率。能够保证地形一致性的同时较好地保留区域边界等信息。最后,设计实验对多波束点云去噪结果达到预期,并对实验结果进行探讨提出后续研究方向。     

国产双频测地型GPS接收机的实现及其性能

介绍具有自主知识产权的双频高精度、测地型GPS接收机实现方法以及相应的性能指标.该接收机核心板的实现是基于通用射频器件、具有DSP功能的低成本FPGA和ARM9微处理器.将其主要性能与采用进口OEM板卡的测地型GPS接收机进行各项比较.通过各种环境下短、中、长距离的比较试验表明,接收机的动态精度和初始化时间等指标优于同类型的主流产品.该成果对于北斗二代测地型接收机的研制具有积极意义.     

一种改进的宽巷引导整周模糊度固定算法

一般卫星导航接收机的伪距测量误差大于宽巷波长。根据宽巷引导模型,直接使用双差伪距取整固定双差宽巷整周模糊度有很大概率会产生一周固定错误。基于此,提出了一种改进的宽巷引导整周模糊度固定算法,针对宽巷整周模糊度一周固定错误进行探测和修复。利用整周模糊度为整数的特质构造理论探测量,并将该探测量与载噪比所确定的门限相比较,判断是否出现宽巷整周模糊度一周固定错误;利用双差整周模糊度自由度为3的特点,修复错误宽巷整周模糊度。对该算法在高斯噪声条件下的可行性进行了理论分析,结果表明正常载噪比的观测数据均可分辨出一周宽巷整周模糊度的估计错误。同时,分析了考虑多径等误差后该算法所能接受的载波相位最大误差。计算了不同伪距误差下宽巷整周模糊度一周固定错误出现的概率。使用GPS实测短基线数据对算法进行验证,该算法可将基于宽巷引导的整周模糊度固定算法的固定率从原来的只有不到1/3提升至接近100%。     

一种快速图像匹配方法的设计与实现

改进了遗传算法的编码,重新定义了交叉变异算子,结合运动估计中一种新的线性搜索方法--线性正方形搜索算法,实现了一种快速匹配算法,试验表明了算法的有效性和优越性.     

一种嵌入式空间数据引擎的设计与实现

空间数据引擎是实现高效空间数据访问和管理的关键技术之一。本文提出一种基于内存映射文件和改进堆组织表方式的嵌入式空间数据引擎设计与实现方法,分析了该数据引擎的组成部分和关键算法,并在其基础上讨论了日志及事务的实现方法。通过对实际数据的实验对比,其结果表明:基于本文方法开发的系统和目前主流嵌入式数据库相比,具有数据访问速度快,占用内存少的特点,适合于空间数据的编辑环境。     

利用聚类算法实现多波束水深数据异常值的自动识别与清理EI北大核心CSCD

借鉴人工交互处理视角下多波束测深后视图中异常值的图像特征,利用密度聚类算法实现了无效数据的剔除及存疑数据的识别定位。利用聚类算法将多波束测深数据自动划分为可信、存疑和无效3类数据,可信数据保留,无效数据自动剔除,存疑数据人工判断。通过这种部分人工介入的异常值自动清理算法可较好地解决自动处理算法可信度低而人工交互处理效率低这一矛盾问题。实例计算表明:该算法在一定程度上提高了自动处理算法所得结果的可信度,对实现高可信度、高效率的多波束测深异常值清理具有重大意义。     

GPS多路径信号提取地面反射点算法

基于GPS卫星、接收机天线、地面反射点及地心的空间几何关系,阐述了一种利用GPS多路径信号提取地面反射点的算法,并通过实验数据,利用Matlab实现了对地面反射点和反射点轨迹的提取。     

流动VLBI天线系统噪声温度及天线效率测量

我国自行研制的第一套流动VLBI系统——DCW—01型流动VLBI测量仪，目前已在国家重大科学工程“中国地壳运动观测网络”中投入使用。在流动VLBI的观测试验中，天线系统噪声温度和天线效率是观测前系统调试和检测的两项重要内容。天线系统噪声温度是衡量流动VLBI观测系统内部噪声程度的特性指标；天线效率反映了天线系统对到达天线能量的刊用率，在很多计算公式中是一个很重要的参数。因此，精确地测量它们的值是进行相关处理和计算的前提。文中结合我国流动VLBI观测站的研制与建设，介绍了流动VLBI测量仪的天线及接收机系统，并详细阐述了其天线系统噪声温度和天线效率的测量。     

图像控制点数据库的设计与实现

地面控制点数据是航天航空图像摄影测量几何处理的必需数据。文中首先比较了控制点数据的存储管理方式，即采用文件系统方式与数据库方式的优缺点；接着分析了控制点图像数据的特征，从而提出了图像控制点数据的数据库存储方案，讨论了图像控制点数据库的查询方法；最后结合文中的方法，设计并且实现了一个控制点图像数据库管理与应用实验系统。通过分析认为，建立控制点图像数据库是重复利用控制点资源的有效途径。     

高精度边角网数据采集与处理系统的设计与实现

在水利、桥隧等工程施工和形变监测中,特别是在山区,GPS网的精度往往不能满足设计要求,一般需要布设地面边角网,采用高精度智能型全站仪进行数据的采集。本文从一体化测量作业模式的设计思想出发,基于VB．NET和数据库技术,研究设计了高精度地面边角网外业数据采集与处理系统,实现了边角数据的自动化采集和处理。     

顾及地面传感器观测数据的遥感影像地面温度反演算法

针对遥感数据对地面温度反演精度低及地面温度传感器数据为点数据的特点,构建了融合地面温度传感器实时监测数据与遥感反演地面温度数据的协同反演方法体系。以HJ-1遥感影像的地表温度反演为例,提出了四种融合策略,通过分析比较得到四种结果。四种方案的融合结果的均方根误差分别从0.8848℃下降为0.6562℃、0.4288℃、0.4535℃、0.4261℃;相关系数分别从初始的0.6195提高到0.6343、0.8629、0.8507、0.8648。其中,方案④在增加地面点间隔的情况下,均方根误差能够保持在0.45℃以下,相关系数在0.85以上,并采用不同影像和实测数据进行相对验证。最后探讨了不同方案的特点,得出最优的融合方案,以达到对地表温度进行实时动态监测的目的。     

不同类型GPS接收机天线观测结果分析

针对不同类型G PS仪器和天线,通过实测数据的计算、比较、分析,研究不同类型仪器对定位结果的影响,为更好地发挥G PS仪器作用提供参考。     

基于 C 波段和 L 波段的 SBAS-InSAR 技术监测广州地面沉降

近10年来广州市频繁发生地面沉降、塌陷等地质灾害,造成巨大的生命财产损失,而且目前仍然在加剧。传统的监测技术如GPS、水准测量等难以开展大范围、高精度和高空间分辨率的地表沉降监测工作,而合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)正逐渐成为城市地表沉降监测的有效手段。文中采用短基线集(SBAS-InSAR)技术,通过17景ENVISAT/ASAR数据和21景ALOS/PALSAR数据,探测广州佛山地区2006—2011年的地表形变信息。将其与研究区内已有的水准测量数据进行比较,从而验证InSAR技术监测结果的可靠性。最后圈定了研究区的重点沉降区域并对沉降成因进行分析。     

高速公路路基沉降预测的神经网络模型

软土地基的沉降控制是保证高速公路建设质量的一个关键技术.论文主要介绍了一个对高速公路路基沉降进行预测的神经网络模型.对神经网络的BP算法进行了改进,提高了BP算法的学习收敛速度和网络性能的稳定性.神经网络法预测路基沉降的难点之一是合适的训练样本构造问题,论文提出了新颖独特的“训练样本”构造方法,且应用效果良好.利用路基沉降量实测资料直接建模,采用BP网络计算的改进算法,可较为准确地预测大约4个月之后的沉降量,预测值与实测值吻合较好.     

综合星间和地面测距数据的导航卫星联合定轨

简要地论述了基于星间测距数据和地面跟踪数据的导航卫星联合定轨中的观测模型、定轨软件及数据模拟方法等,在此基础上,基于自编的联合定轨软件进行了不同方案的模拟计算。结果表明,采用星地联合定轨模式,不仅可以获得很好的定轨精度,而且可大量减少地面跟踪站的布设数目以及降低对地面站的几何分布要求;地面跟踪站数量的增加及其地理分布的改善对提高联合定轨精度作用有限。     

附加方位约束的GPS/INS组合系统选权自适应卡尔曼滤波

单天线GPS/INS经典组合模型存在的明显不足是：由于状态参数不仅包含INS的位置、速度误差,而且还包含INS的姿态误差和元件误差,存在观测信息不足,间接可测参数难以准确估计。在深入分析常用GPS/INS组合模型及滤波算法中参数估值的特性基础上,提出从两方面改善这类滤波结果：①在运动条件下的组合观测模型中附加GPS单天线测方位角约束,建立观测值与间接可测参数之间的联系;②将选权自适应卡尔曼滤波方法拓展到GPS/INS滤波中,以提高参数估计的精确性。通过对滤波结果的增益阵、位置差、速度差及姿态估计结果的分析可知,该方法的滤波结果更趋准确、合理。