北斗定位通信系统在自持式剖面循环探测漂流浮标的应用初探

中国自行研制生产的北斗卫星导航系统特别适用于需要导航与移动数据通信场所,该系统的成功运行及相关通信部件的小型化,使其在自持式剖面循环探测漂流浮标的应用成为可能.     

"北斗"导航系统在海洋水文、气象监测系统中的应用

“北斗”导航系统是具有我国自主知识产权的卫星导航系统,该系统具有快速定位、双向通信和精密授时三大功能．可以代替当前的Inmarsat-C和ARGOS系统在海洋监测平台中的应用。文章介绍了“北斗”系统在我国当前的海洋水文、气象监测平台的应用．并对“北斗”系统在我国海洋监测平台上的广泛应用提出了建设性意见。     

人工智能辅助的海洋立体观测与探测

海洋立体观测与探测是获取海洋信息的重要手段,是海洋科学研究、环境保护、经济发展的基础。近年来海洋立体观测网络的快速发展带来了观测数据质量与数量的显著提升,进一步推动了海洋信息处理技术从“模型为主”逐步迈向“数据与模型双驱动”的新范式。在这一过程中,人工智能(AI)与海洋信息的交叉融通发挥了重要作用。从海洋立体观测和探测 2 个方面,讨论经典方法的局限性,回顾 AI 辅助下海洋物理场重建、水下目标检测与水下目标定位的研究新进展,重点阐述 AI 辅助的海洋立体观测与探测研究中亟需解决的关键科学问题及潜在的解决思路,并展望了该领域未来的发展方向。     

三维可视化技术在海底环境探测中的应用

探讨了多波束测量和三维可视化技术在海洋中的应用。多波束测量系统产生的海量探测数据，为数据可视化和数据分析技术的发展创造了机会。通过可视化技术可以在不降低原始数据质量的情况下，进行多源数据的融合显示。对DTM数据进行光照、明暗和三维处理，可以创造一种直观、易于理解的可视化效果。将反映物质属性的信息作为假彩色纹理，叠加到地形之上，在交互式分析工具的支持下，可以使三维可视化技术在海洋地质、海洋环境、海洋渔业和海洋工程中得到广泛的应用。     

基于北斗短报文卫星通信网络的海洋倾废记录仪数据实时安全传输系统

为保障海洋倾废数据传输的实时性和安全性,有效遏制违法倾废行为,文章设计海洋倾废记录仪数据实时安全传输系统并模拟应用。研究结果表明:该系统基于北斗短报文卫星通信网络,采用AES与RSA相结合的加密算法,集成DTU模块、北斗短报文卫星通信模块和Hellobeidou云平台等,可在移动通信网络盲区实时传输海洋倾废记录仪采集的数据,数据加解密兼具快速性和安全性,与经由中国联通通信网络传输数据相比更加持续和稳定,可用于监控倾废船舶,便于执法人员及时获取违法倾废信息并现场查证,保护海洋生态环境。     

北斗三号系统与GPS定位性能仿真对比分析

为了解北斗三号系统在国内外及南北极地区的定位性能,在STK仿真平台下建立了北斗三号系统30颗星(3GEO、3IGSO和24MEO)的星座模型,对北京、三亚、新加坡、南北极点等11个站点的平均可见星数和几何精度因子GDOP值进行了分析,并与GPS进行了对比。结果表明,北斗三号系统较GPS在国内外及南北极地区典型站点的定位性能更优。     

基于北斗卫星的海洋测量数据传输系统

针对目前我国海洋测量船上测量数据无法实时传输的现状,采用我国自主研发的北斗卫星导航系统为无线信道单元,结合数据压缩及长报文通信协议等技术,设计了基于北斗卫星的海洋测量数据传输系统,解决了海洋测量船上测量数据实时传输的问题。     

基于北斗卫星的海洋调查测量系统时统技术

海洋调查测量船上各作业设备间缺少统一的时间基准,极大影响了调查测量作业成果质量。针对这一问题,根据北斗系统授时原理,利用网络时间同步协议设计了适用于海洋调查测量系统的时间同步系统,实现了所有调查测量设备时间的统一。实际试验结果表明,该同步系统性能可靠、对保证调查测量数据质量起到关键作用。     

STPIR和MW组合的北斗三频周跳探测与修复

针对载波相位观测值中出现周跳的问题及北斗卫星导航系统全星座播发三频信号的现状,提出一种三频相位电离层残差二阶历元差分(STPIR)的算法,克服了传统电离层残差法受观测数据采样间隔影响较大的问题,联合MW组合观测量进行周跳探测又可避免各自的探测盲区。两种组合观测量均很好地削弱了电离层延迟项的影响,联立方程组进行周跳求解时,直接取整即可得到周跳值。通过北斗三频实测数据验证,提出的组合方法在观测数据采样间隔较大时,可以准确探测出所有周跳,并有效修复。     

北斗三号BDGIM模型的适用性分析

随着北斗三号系统的建立完善,北斗系统的单频电离层模型从BDSKlob模型发展为BDGIM模型,适用范围扩展至全球。为深入分析BDGIM模型在磁暴期间的精度,分别利用磁暴期和磁平静期观测数据,计算BDGIM模型、BDSKlob模型以及GPSKlob模型在磁平静期与磁暴期间改正效果,分析BDGIM模型的精度和适用性。在磁平静期BDGIM模型平均改正率最高,在磁暴期3种模型精度均有所下降,BDGIM模型和BDSKlob模型的均方根误差变化较小,均在0.7TECU以内,GPSKlob模型变化最大,为1.88TECU。结果表明在磁平静期和磁暴期,BDGIM模型的精度与适用性均优于另外两种模型。     

基于"北斗"卫星导航系统的长报文通信协议

"北斗"卫星导航系统已经广泛应用在海洋、气象、水利和农业等领域中,利用短报文方式传输各类观测数据。文中介绍了一个基于"北斗"卫星导航系统的长报文通信协议,很好地解决了利用"北斗"卫星导航系统长报文传输时存在的数据丢包问题。     

海洋环境监测数据卫星通信系统技术研究与设计

结合我国海洋环境监测数据传输现状技术分析及其今后技术发展方向，阐述了海洋环境监测数据的通信需求和特点以及建立海洋环境监测数据卫星通信系统的必要性和可行性。并就系统建设所涉及的组成体系结构、数据通信流程和实现功能及其关键技术进行设计与论述。     

基于北斗卫星的大型海洋浮标通信机制研究

针对北斗通信效率低、通信并非百分百可靠等问题,提出了一套新的大型海洋浮标北斗通信机制,包含一套通信协议、一种适用于通信数据的"位拼接-LZW"两重数据压缩机制以及一套适用于通信系统的"主-从"两重状态机通信控制机制。该机制有效地提高了通信传输效率,节约了通信成本,保证了北斗通信的可靠性,并且已成功应用于大型海洋浮标中。     

基于北斗卫星导航系统的海洋环境监测系统

为提高我国海洋环境监测技术水平,保障海洋环境信息安全,文章基于我国自主研发的北斗卫星导航系统,设计海洋环境监测系统。研究结果表明:基于北斗卫星导航系统的海洋环境监测系统包括北斗海洋环境监测终端和海洋信息综合服务平台2个部分,具有实时定位、实时监测、数据处理、信息预警、电子围栏、数据总览和用户管理7项功能;终端集成微控制单元和传感器等模块,平台包括服务器等硬件和数据处理等软件;经实地部署和严格测试,系统功能和性能均达到设计要求,且安全、稳定、方便和实用。     

北斗卫星导航系统定位精度分析

为了对北斗卫星导航系统单点定位精度进行分析,考虑到北斗星座中三种异质卫星对应的观测量精度不同,采用加权定位法进行解算,实测结果表明,系统水平定位精度优于5m,高程方向优于10m,东向方向定位精度最高,系统可以满足亚太区域导航需求。     

北斗系统新入网IGSO卫星服务性能分析

利用2016年6月17日~7月18日期间北斗卫星导航系统IGSO-6卫星相关数据,针对IGSO-6卫星的单星服务性能和对系统的服务性能影响以及新姿态控制模式对轨道确定的影响三个方面进行分析评估。分析结果表明,IGSO-6卫星空间信号用户测距误差为1.85m,卫星钟天稳定度为10-14量级,准确度为10-11量级,天漂移率接近10-13量级;新卫星的加入提升了系统服务性能,不同区域提升程度不同,PDOP最大提升20%左右;新姿态控制模式有助于改善地影期卫星精密轨道确定。     

现阶段北斗卫星导航系统可用性分析

我国自主研发的北斗卫星导航系统目前已发射9颗卫星,其中投入使用的3颗GEO和3颗IGSO在亚太地区组成了一个"3+3"的星座。研究系统可用性,对北斗卫星导航系统后期建设和改进具有重要意义。通过STK和mathematica对该星座的DOP值和可见星数进行了仿真分析。仿真结果表明,现阶段"3GEO+3IGSO"星座在服务区域内可见性和定位精度较好,具有良好的可用性。     

卫星重力梯度测量在海洋科学中的应用分析

简述了卫星重力梯度测量技术的基本原理和GOCE数据特点;基于三个不同的重力场模型,采用不同阶次,联合卫星测高平均海面高模型分别推算出全球海面地形,并对结果作了比较分析;探讨了卫星重力梯度测量技术在海洋科学各相关领域的具体应用前景,指出卫星重力梯度测量技术的发展将为海洋科学发展带来巨大的变化。