北斗卫星导航系统精密定位报告算法与性能评估EI北大核心CSCD

RDSS短报文是北斗卫星导航系统(以下简称北斗系统)的特色服务,实现了用户报文通信和位置报告。北斗系统早期的位置报告基于双星RDSS观测值,其精度受限于数字高程数据的精度。从BDS-2开始,北斗系统发展了融合RNSS和RDSS体制的位置报告方法,其基于北斗RDSS体制,将用户接收机的观测数据向中心站进行回传,并在中心站实现精密位置的解算和报告,提升了服务覆盖范围和定位精度。本文介绍了北斗精密定位报告系统采用的中心站处理算法,并采用分布于中国不同区域的50个北斗观测站数据对系统性能进行评估。分析了RDSS入站频度、用户站与监测站的基线长度等因素对用户定位的影响。结果表明,基于北斗分区综合改正数的精密单点定位的精度最优,其在2 min响应时间内的平面和高程精度(RMS)分别为0.51 m和0.94 m。北斗精密定位报告精度与基线长度相关性较小,在仅采用BDS-2数据的情况下,定位精度下降可达1倍以上,而在相同时长情况下,提高RDSS入站申请频度对定位性能不产生影响。     

紧耦合直接地理定位技术精度分析与应用

基于机载POS辅助的直接地理定位系统,可得到平面与高程分别优于10和15 cm的中误差成果。但这一过程的实现对飞行环境和地面基站的依赖度较高,在实际工作中,不仅降低了生产效率,还增加了工作成本。基于虚拟参考基站理论和惯导辅助动态模糊度解算技术的紧耦合直接地理定位技术,摆脱了对飞行条件和基站距离的限制,在卫星失锁、地面基站距离超过70 km和无基站的情况下,仍能获取满足精度的解算结果。本文采用该技术对辽宁沈阳城区进行了高分辨率的数字航空遥感工作,通过对其数据的解算结果显示,采用机载POS紧耦合方案得到的数据精度要明显优于松散组合,在无基站的情况下采用的紧耦合单点精密解算所得到的成果也能满足相应的成果规范。     

基于RTK的高精度差分定位无人机系统设计

基于RTK技术提出了一种无人机机载自主定位系统的高精度差分算法,以提升无人机的自主定位能力。在传统差分算法的结果基础上,使用机器学习过程对数据进行进一步的高精度解算,可以显著提升差分算法的无人机机载RTK设备定位精度,精度提升2个数量级。但由于高精度差分算法较传统差分算法有更高的算力需求,该需求无法使用机载算力设备进行计算,所以,借助当前5G通信技术,在地面构建云,满足无人机的定位需求。     

参数设置对高精度GPS数据解算的影响探讨

在高精度GPS数据处理过程中,如何满足解算精度的要求并获取理想的可降水量估值值得研究。文章以GAMIT软件不同参数设置及气象数据的使用为解算方案,并以香港卫星定位参考站数据作为实例分析,结果表明:从基线解算精度角度,对流层天顶延迟参数设置及有无气象数据参与对解算精度影响很小,有利于利用GAMIT软件获取更高时间分辨率气象参数;从气象角度上,在对流层延迟参数估计时间间隔发生变化时,可降水量也会受到一定的影响,且在有实测气象数据参与解算时,其影响对天气变化比较敏感;在正常天气状况下,无气象数据参与解算对可降水量估值影响不大,基本可满足气象业务需求;在天气发生变化(降水)情况下,实测气象数据的使用与否对可降水量解算影响比较显著。     

利用垂线偏差计算高程异常差法方程的快速构建方法

利用垂线偏差等重力格网数据平差计算高程异常差时,施加少量GPS/水准点进行控制,可以确定区域似大地水准面,但是采用传统方法在构造法方程时,需要对系数阵的每个元素逐一进行操作,并全部或者对角存储系数阵,具有计算速度慢、占用内存高等问题。为此提出了在平差解算中对系数阵先进行矩阵分块(操作单元为分块矩阵),再稀疏化处理(仅存非零元素),最后拼接的方法,实现了法方程阵的快速构建及解算。实验表明,相比于传统方法,该方法的计算效率提高了至少两个数量级,并且可快速解算传统方法在一般计算机上难以解算的平差问题,对于解算比较规则的格网数据平差问题具有一定的参考与借鉴意义。     

高精度BDS+GPS变形监测技术在特高压线路地质灾害监测中的应用

BDS+GPS变形监测技术对特高压线输电杆塔的高精度监测具有重要意义。本文在构建BDS+GPS高精度定位数学模型的基础上,依据前后历元的一致性,给出稳健的GNSS观测数据预处理策略;兼顾监测算法的高精度及快速响应,利用实时滑动窗口时段解的解算策略对高压线输电杆塔的位移变化进行实时监测;采用B/C架构研发BDS+GPS变形监测软件,具有数据采集、数据解析、数据解算和前端展示功能。精密导轨试验结果表明,该算法的水平RMS小于3 mm,高程RMS小于5 mm,满足厘米级、毫米级变形监测需求。     

PPP-RTK模糊度快速固定算法研究

将网络RTK（NRTK）与精密单点定位（PPP）技术优势融合的PPP-RTK技术,已经成为目前精密定位研究的热点. 本文提出一种将模糊度快速固定的解决方案,优化了PPP-RTK的模糊度固定解的算法,使得模糊度估计可靠性提高. 在实验中,利用国际GNSS服务（IGS）测站的实测数据进行了PPP-RTK定位解算. 结果统计表明:利用该算法对静态数据进行定位处理,其中数据收敛时间达到厘米级需要20 min,其中在平面位置方向的定位精度优于3 cm,在高程方向上的定位精度优于5 cm.      

海上三维拖缆综合导航系统关键定位算法

综合导航系统是海上拖缆地震勘探作业的核心控制系统,在整个勘探过程中指引勘探船只行驶方向,控制地震数据采集系统、震源系统、拖缆定位与控制系统等协同工作,对地震勘探作业质量进行有效控制。高精度定位算法是该系统的核心技术之一。针对中海油田服务股份有限公司自主研发的"海途"海上三维拖缆综合导航系统开展关键定位算法研究,在声学数据预处理、定位网络解算和缆形解算等方面提出了一系列解决方案,并结合算例分析评估了算法精度。数值结果表明,基于该算法实现的海途综合导航系统定位精度与商用后处理软件对比,整体偏差优于5 m,能够满足海上拖缆地震勘探精度要求。     

基于GAMIT10.61的高精度GPS／BDS数据处理及精度对比分析

本文利用GAMIT10.61软件对重庆8个CORS站GPS数据和BDS数据进行处理,并从基线重复性、单日解时间序列、联合解平差等三个方面对GPS和BDS解算结果进行对比分析.结果表明,GPS解算结果整体优于BDS,且单BDS解与单GPS解在水平方向差值小于0.7 cm,高程方向差值在1～3 cm;基于GAMIT 10.61的BDS基线解算重复性在南北方向上1.39 mm+0.205 mm×10?-8 ,东西方向上为3.10 mm+0.252×10-8 ,高程方向上为7.81 mm+2.001×10-8,基线长度方向上2.13 mm+0.384×10-8,解算精度能满足高精度数据处理要求.      

北斗接收机位置解算算法及验证

接收机位置解算作为卫星导航定位中极其重要的一环,所使用算法的正确与否,直接影响到定位精度。文中使用诺瓦泰接收机采集到的北斗星历数据和伪距观测量,对北斗接收机位置解算的经典算法,包括北斗卫星位置的解算算法和最小二乘法接收机位置解算算法,进行了计算及分析验证。结果表明,利用北斗空间控制接口文件所提供的算法计算所得卫星位置三维误差均在10 m以下,使用最小二乘法解算出的接收机位置三维误差均在5 m以下,均满足北斗官方性能规范要求,从而验证了算法的正确性以及可行性。      

复杂地形条件下多密度级无人机LiDAR点云DEM精度研究 ——以2022年北京冬奥会延庆赛区为例

为进一步提升复杂地形条件下无人机激光雷达(Light Detection and Ranging,LiDAR)点云数据构建数字高程模型的效率与精度,以2022年北京冬奥会延庆赛区场馆建设用地为实验区,按照不同抽稀比例,对实验区原始无人机激光雷达点云中分类出的地面点数据进行抽稀处理,利用克里金插值算法对不同密度地面点数据进行插值处理,结合高程中误差、平均绝对误差对生成的数字高程模型进行双重精度评定,得出以下结论:对于复杂地形而言,随着点云数据密度的下降,数字高程模型建模效率明显提升,但地形特征逐渐模糊,数据精度级别逐级降低,其中高程中误差由0.381 m增大至1.914 m,平均绝对误差值由0.335 m增大至1.357 m.在满足精度要求的前提下,对LiDAR点云数据进行适度抽稀处理,可保障生产成本与时效.     

基于u-blox的单频精密单点定位研究及其实现

在研究实时单频精密单点定位算法的基础上,利用自编算法对低成本民用GNSS模块u-blox LEA-6T采集的单频GPS数据进行单频精密单点定位处理。结果表明,在静态和开阔环境动态情况下均获得了较好的解算精度,而在类似城市道路等复杂环境下采集数据的解算结果不太理想,需要进一步研究。     

基于GAMIT对国家GNSS基准站进行的北斗基线解算分析

以国家GNSS站的多系统观测数据为研究对象,旨在以单系统解算为研究视角,通过GAMIT软件对BDS/GPS数据进行单系统解算的方法,力图为利用BDS/GPS做基线解算提供参照。实验结果表明,BDS基线解算的相对精度与GPS相当;单BDS数据解算的基线东西方向精度10～12 mm,较单GPS数据解算的基线东西方向精度低42%,高程方向的单BDS基线中误差25 mm,是单GPS基线高程方向中误差的2倍;而组合双系统解算能有效提升基线U方向的精度,提升1 cm左右。文中认为目前利用BDS进行基线解算的精度尚不与GPS精度相当,在利用北斗系统进行高精度定位中,还有许多问题值得探讨。     

GPS技术在铁路平面控制测量中的应用研究

探讨了一种精度更高的基于卫星定位测量(以GPS-RTK数据为例)数据的深度解算方法。通过分别使用传统伪距法、最小二乘法、星历线性化法、地心地固法等常用GPS定位数据解算方式对个案数据进行深度解算,并比较其最终解算精度。同时探讨了模糊矩阵法、神经元网络法等非刚性解算方法的弊端。最终得到3点结论：1)非刚性解算法在当前技术条件下并不适用于对卫星定位数据进行深度解算。2)考虑了更多可能干扰因素的反算过程的深度解算法,如星历线性化法和地心地固法,其解算精度显著高于未具体考虑可能干扰因素的深度解算法。3)对卫星定位数据进行深度解算,可以有效提升卫星定位用于工程测量的测量精度,具有显著的现实意义。     

机载平台GPS定位方法与精度分析

基于单基站、双基站差分定位及精密单点定位技术,对海岛区域的机载GPS定位数据进行解算。实验表明:基站距离影响差分定位的精度,双基站差分定位可以改善高程精度;机载GPS精密单点定位的精度与差分定位的精度在平面中偏差在0.10 m以内;在高程方向偏差在0.15 m以内。     

BDS精密相对定位精度的GAMIT分析北大核心CSCD

为了验证GAMIT用于BDS精密相对定位的可靠性与精度,该文以BDS短基线和长基线实测数据,基于GAMIT软件的不同解算策略进行BDS精密相对定位实验。由实验结果可知,GAMIT用于BDS短基线解算,相对于GPS在水平方向基线分量差值优于3mm,在高程方向基线分量差值优于3mm;GAMIT用于BDS长基线解算,相对于GPS在水平方向的基线分量差值优于6mm,在高程方向基线分量差值优于1.3cm。研究结果表明,GAMIT可用于BDS的精密定位解算且精度较高。     

精密星历解算POS辅助下ADS80相机在1∶500测图中的应用

介绍了ADS80推扫式数字航空摄影测量系统在生产过程中,使用精密单点定位技术解算GNSS+IMU数据的精度,同时通过项目试验验证了精密单点定位技术解算的GNSS+IMU数据,在后期的空中三角测量平差之后,能够满足1∶500地形图的精度要求,为后续数据生产提供了技术依据。     

GPS长基线数据处理的软件实现

GPS长基线数据处理在大地测量和大型精密工程中有广泛的应用,GAMIT等国际高精度GPS数据处理软件虽能满足GPS长基线数据处理的解算精度要求,但操作复杂,且对用户的GPS理论有较高的要求。本文在分析长基线GPS数据处理中各类因素影响及误差消除方法基础上,结合图形用户界面程序设计思想,设计并实现了GPS长基线数据处理软件。经不同长度的基线数据解算结果表明,该软件可实现上千公里基线的解算,基线解算精度高,与GAMIT的解算精度相当,且解算过程自动化程度高,用户操作简单,为大范围高精度GPS数据处理提供了一种简便可行的平台。     

RTK终端实时动态检测技术研究

传统的RTK(实时动态定位)终端检测采用静态基线数据解算的方法,该检测方法与RTK终端实际动态应用场景不符,无法满足动态检测需要。通过研制高精度的车载导航基准设备和开发车载动态检测软件,同时解决车载设备数据的同步问题,提出基于车载移动平台的实时动态RTK终端检测技术。车载基准设备和待检测设备可以动态解算同源数据并实时上发结果,软件处理中心通过比对处理解算结果,对待检测设备进行检测评价。实验结果表明,设计所得的车载系统可稳定运行,并实现动态检测过程。同时,在良好的观测条件下,检测精度平面方向达到1cm,高程方向达到2cm,实现高精度实时动态检测的目的。     

基于智能手机传感器的室内行人三维定位算法

针对室内行人定位中累积误差发散及高程值缺失的问题,提出了一种基于智能手机传感器(磁力计、加速度计、陀螺仪和气压计)的室内行人三维定位算法。该算法在使用行人航位推算获得二维定位信息的基础上,融合多传感器输出解算行人方位角,结合电子罗盘提出加权方位角以提高解算精度;通过传感器输出检测行人行为状态,结合虚拟地标点图层及其匹配算法,将行人的位置匹配到相应的特殊位置,重置行人初始位置以消除累积误差;使用基于气压计的差分气压测高法求解行人的高程值,从而获得行人三维定位信息。在智能手机上进行实验,结果表明,该算法不仅能够提供准确、连续的二维定位信息,还能提高行人对楼层的分辨力,可为室内行人导航、跟踪等基于位置服务提供有效的定位信息。