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...     

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。     

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。     

BDS精密单点定位滤波方法分析

针对精密单点定位(precise point positioning,PPP)初始阶段定位精度较低、无法利用定位结果的问题,验证平滑滤波算法在BDS静态PPP定位解算中的可行性并分析定位性能;针对平滑滤波算法具有平均效应,探讨不同时长的观测值对于点位精度的影响。实验表明:平滑滤波算法在BDS精密单点定位中的结果优于前向和后向滤波,相对于单向滤波在E、N、U方向RMS值平均减少73%—80%,极大地提高了BDS静态PPP定位的精度;其次,随着观测时间的增加,定位精度在质量好的数据下仅会造成毫米级的浮动。     

协同定位中用户可定位性分析

随着全球卫星导航系统的发展,其已经成为室外环境下应用最为广泛的定位技术。然而,恶劣环境下可靠定位依然得不到保障。协同定位是解决恶劣环境下定位的一种有效方法。在协同定位系统中,待定位节点通过与其附近的节点之间进行相互关系测量和信息交互,可以提高定位的可用性、准确性,并能大大缩短首次定位的时间。关于协同定位的研究也得到越来越多的关注。目前,关于地面节点协同定位基础理论的研究已经取得部分成果。但考虑到地面环境的复杂多样性以及通信技术的快速发展,关于协同的形式以及协同的内容仍然是一个开放的领域。通过构建两个用户之间的协同模型,设计了一种新的协同定位算法,通过交互用户之间的通信和测距信息,从方程解的角度分析了协同定位情形下节点具有更高的可定位性。仿真结果也表明,协同定位能很大程度上提高用户的可定位性。     

基于智能手机的粒子滤波室内融合定位方法

室内定位需求急剧增加,普及的智能手机带来了解决问题的一种方法。本文提出了一种基于智能手机的粒子滤波室内融合定位方法。利用三轴加速计和三轴罗盘等微机电系统(micro-electromechinical system, MEMS)传感器数据估计目标的运动状态信息,利用WiFi数据更新运动状态,实现融合定位。室内动态环境下实验结果表明,融合定位方法平均定位误差小于2 m,其有效利用智能手机平台获取多种传感器数据,很好地结合了行人航迹推算方法和K加权最近邻方法的优势,在定位精度和稳健性方面均有良好表现。     

环境语义信息辅助的室内停车场车辆定位方法

针对室内停车场环境下GNSS信号受限,无法进行车辆定位的问题,本文提出了一种环境语义信息辅助的室内停车场定位方法。该方法基于智能手机,首先在使用机器学习识别室内停车场中环境语义信息(减速带、转弯)的基础上,建立了室内停车场路网的拓扑结构,然后利用粒子滤波算法对传统车辆航位推算定位数据进行了融合。试验结果表明,该方法有效消除了车辆航位推算的累积误差,平均定位精度达3 m以内,并通过语义信息匹配减少了传统粒子滤波方法的运算时间。     

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.     

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。     

逐次滤波方法在GPS单点定位中的应用研究

采用平差计算中得到的观测值的残差来估计指数函数经验模型中的参数，从而使随机模型更真实地反映观测值中的随机误差和偏差。由实际GPS观测数据厦广播里历，按以上的函数模型和随机模型采用逐次滤波方法进行解算。结果表明，此方法在未剔除和修复周跳的情况下，可以使单点静态定位的平面外符合精度达1．46m，高程方向的外符合精度为1．72m。     

重大自然灾害空间信息协同服务机制研究

结合重大自然灾害应急管理的业务需求,分析了国外数据共享实践经验与案例,基于国家灾害管理实践工作经验,提出了中国建设重大自然灾害空间信息协同服务机制的构想。在进行职责任务划分的基础上,设立了包括指令中枢、数据中枢和信息中枢的立体化体制架构,并结合国家灾害管理业务工作的实际情况,制定了服务机制的业务关系流程,设定应急与常规相结合的运行模式,并对所需的保障配套机制进行了研究和分析。目前,重大自然灾害空间信息协同服务机制已经在国家灾害管理部门得到了一定范围的实践和检验,取得了较好的应用效果和社会经济效益。     

基于接收机位置信息的GNSS干扰源定位技术

全球卫星导航系统（GNSS）目前得到了十分广泛的应用,但是GNSS信号到达地面的功率很低,同时民用信号的格式是公开的,因此极易受到各种无意和人为故意的干扰,会对GNSS定位和授时的精度造成影响．查找和消除干扰源十分重要,目前通用的干扰源查找手段是采用测向设备实现干扰源的交叉定位,但在不知道GNSS干扰源的大致位置时,采用测向设备查找干扰源将耗费很长的时间．如果能够通过提取一些通用接收机的输出量实现干扰源的粗定位,就可以为测向定位提供初始参考位置和大概的查找范围．本文利用几乎所有的通用接收机都能输出的位置信息实现干扰源的粗定位,随着GNSS接收机逼近干扰源,会造成接收机位置信息的丢失,随着GNSS接收机远离干扰源,接收机又会重新获取位置信息,本文利用一定区域内众多受干扰的接收机的位置信息丢失点和位置信息重捕获点来实现干扰源的粗定位．通过仿真验证,分析了该技术的定位误差,仿真结果表明,该方法能够实现GNSS干扰源的粗定位,为进一步准确查找干扰源提供位置参考．      

融合地磁/WiFi/PDR的自适应粒子滤波室内定位

随着国民经济的快速发展,人们在室内活动的时间越来越长,室内空间环境也越来越复杂,对室内环境的位置与导航服务的需求也越来越高。由于地磁信号具有稳定性的特点,且Wi Fi技术已得到广泛部署,融合使用地磁和Wi Fi定位具有一定的优势。因此,本文基于Android系统智能手机作为接收设备,融合地磁、Wi Fi及行人航迹推算(PDR)技术,通过自适应粒子滤波模型和随机抽样一致性算法对采集的信号进行处理。试验证明,地磁、Wi Fi、PDR三者融合进行室内定位的方法与其他单类方法相比,实现了将室内定位精度的误差最小降低到1.02 m。     

空间合作目标交会对接光学测量研究

随着人类探索太空活动的深入,空间交会对接技术(RVD)发挥着越来越重要的作用。本文在介绍国外交会对接测量技术最新研究现状的基础上,研究了交会对接光学成像测量系统的原理和测量算法,并分析了光学成像测量系统设计中的几个关键技术,其测量有效性和测量精度直接关系到交会对接任务的成功与否,最后讨论了未来交会对接技术的发展方向。     

GPS导航解算中几种非线性Kalman滤波的理论分析与比较

GPS导航解算中常采用离散线性Kalman滤波模型.由于线性化忽略高次项,加之线性化受初始值精度的影响,导致线性化模型精度很难满足高动态用户需求.为此,分别讨论了扩展Kalman滤波和Bancroft算法以及利用观测信息迭代精化观测方程三种算法,并结合算例进行了比较与分析.     

自适应联邦滤波器在GPS-INS-Odometer组合导航的应用

针对多传感器观测信息较多、计算效率较低、对动力学模型误差稳键性不佳的问题,提出了一种自适应联邦滤波器并应用于GPS-INS-Odometer组合导航。首先介绍GPS-INS-Odometer组合导航的动力学模型和观测模型,比较分析了信息分配因子和自适应因子的共同特性,论证了联邦滤波器和自适应滤波器的等价性及其等价成立条件,提出了自适应联邦滤波器的信息分配因子构造方法。最后利用实测数据验证了算法的有效性。结果表明,相比于基于GPS和Odometer(里程计)初始方差构造信息分配因子的联邦滤波器,本文提出的自适应联邦滤波器兼容了联邦滤波器高效计算效率,且具有较好的抵抗动力学模型误差效果,能够有效削弱多传感器动力学模型误差对于导航解算的影响,对直接可测参数和间接可测参数的精度提高均起到了积极的作用。     

面状地图空间信息度量方法研究

如何计算地图的空间信息含量是评价制图质量、地图综合算法以及实现空间信息有效传输的重要基础。本文在详细分析现有的空间信息度量方法的基础上,提出了一种度量面状地图空间信息的新方法。该方法分别从几何、专题、拓扑以及专题拓扑四个方面来度量地图空间信息。通过算例分析发现,本文方法便于定量计算和分析地图空间的信息量。     

基于LBS的嵌入式GIS研究--以北京市综合交通信息平台设计为例

GIS是LBS的位置定位、导航及地图表达的基础技术支撑。针对LBS的固定服务端与移动终端的信息交互需求，提出了平台GIS与移动GIS的概念；针对移动GIS，提出了嵌入式、软件插件组合技术，确定了无线下载的事件表结构；将此用于北京市交通综合信息平台设计，实现了LBS的数据与业务分离、实时信息的自动交互、移动终端的位置确定与表达。     

A simple digital filter for the geophysical excitation of nutation

A simple digital filter is derived for application to studies concerning geophysical excitation of nutation. Attention is focused on the inverse solution, i.e., inferring the excitation function from the time-series of the celestial pole offsets observed by very long baseline interferometry (VLBI). Filter properties are discussed by comparing its transfer function with that of the original differential equation of nutation. An excellent agreement in both the amplitude and phase response is shown at frequencies between −5 and + 5 cycles per year, which is the frequency band with expected geophysical signals. The difference appears at higher frequencies, leading to a spurious oscillation produced by the filter. This undesired effect is considered and the algorithm enabling its removal is described.