陆基增强系统在无人机进近着陆中的性能分析

针对大型无人机与民用客机在同一空域环境中运行,使用传统的单点定位方法,定位精度低,可靠性差,不能满足大型无人机进近着陆需求的问题,提出了一种提高大型无人机进近着陆过程中的定位精度的方法。利用陆基增强系统,为传统的伪距观测提供差分修正,使大型无人机在进近着陆过程中获得更精确的高程信息。实验结果表明,相比于传统的单点定位方法,利用陆基增强系统进行无人机进近下降着陆,在很大程度上提高了无人机的高程定位精度,确保了无人机在进近着陆过程中的运行安全。研究结果为无人机与民用客机的联合运行以及未来"空管一体化"标准的制定提供了重要理论支撑。     

仪表着陆系统下滑道受遮蔽影响的快速计算

作为飞机进近阶段最依赖的导航设备,仪表着陆系统对电磁环境的变化非常敏感。针对机场运行中最常见的场地保护区入侵问题和违规修建建筑物等情况,提出了下滑道受遮蔽物影响的快速计算方法。结合天线镜像理论和下滑信号空间合成原理,编写了仿真程序。对比实验表明,该快速计算方法能够实现定性分析,可以为机场管理机构和空中交通管理部门提供决策依据。     

广域增强系统的数据验证结构与方法

分析了广域增强系统中的数据验证结构.数据验证结构的基本条件是每个参考站有2台独立的接收机.在主站上,来自2台接收机的2条数据流分别送入2套处理设备中,构成3层验证结构来验证系统的出站数据.此结构与方法利用平行运行的硬件和软件进行多点不同途径的验证,以提高广域增强系统故障定位与分离能力.     

QZSS增强信号对GPS定位增强效果的分析

QZSS系统与GPS系统具有较好的兼容性,同时其播发两个频段的增强信号,增强信号中包括GPS卫星轨道、钟差、电离层等改正信息,通过增强服务可以使GPS用户获得更高精度的实时定位结果。本文利用CCJ2、GUAM、MIZU、TSK2测站的实测数据对QZSS增强信号对GPS定位增强的效果进行分析。结果表明:基于L1-SAIF信号的SLAS增强服务能有效提高用户的GPS单点定位精度;基于LEX信号的CLAS增强服务目前可以实现分米级实时定位精度。     

空间导航增强系统的完好性方程

本文地伪距观测值的误差分布,推导几种在空间导航增强系统中应用的完好性方程,并得出完好性方程与误差分布有密切关系的结论。     

GNSS系统及其技术的发展研究

阐述了国际上卫星导航系统的总体发展,对美、俄、欧、中的四大全球系统,以及相关的区域系统和增强系统进行了简单的介绍,研究分析了GNSS系统及其技术的发展趋势,同时分析了我国Compass全球系统面临的机遇和挑战,并提出了我国未来工作的建议.     

北斗地基增强系统建设研究

北斗地基增强系统是基于卫星定位技术、计算机网络技术、数字通信技术等高新科技,通过一定区域布设若干连续运行参考站,对区域卫星定位误差进行整体建模,通过无线网络向用户实时播发定位增强信息以及高精度导航定位服务.本文主要针对辽宁省北斗地基增强系统的建设、系统测试以及精度分析展开研究.     

北斗民用双频星基增强电文性能的初步评估

针对北斗星基增强系统(BDSBAS)试验运行阶段播发的星基增强电文连续性及可用性问题,该文结合民用双频星基增强BDSBAS-B2a电文播发现状,分析了 BDSBAS-B2a电文内容及播发策略,并比对分析了不同服务区域有无星基增强电文支持条件下的用户定位精度,初步验证了BDSBAS-B2a电文的有效性.评估结果表明:①BDSBAS-B2a电文类型、信息内容及更新周期均满足国际标准约定,初步具备了与其他星基增强系统(SBAS)在信号和信息层面的兼容与互操作能力;②相较于该文监测实现的BDS双频基本导航定位精度,BDSBAS能够有效将定位服务精度提升近一倍左右.     

基于惯性导航系统的轨道检查仪双位置对准方法

为提高轨道检查仪惯性导航系统对准精度,提出适用于轨道检查仪的惯性导航系统双位置对准方法。该方法利用轨道检查仪掉头方式,实现惯导系统加速度计常值零偏补偿。选用0.1°/h光纤陀螺仪和200 μg石英挠性加速度计组成惯性导航系统,在一铁路路段进行轨道检测试验。试验结果表明,双位置对准方法能够有效去除惯性器件零偏误差导致的轨道参数检测误差,在轨检仪连续工作300 m的情况下,铁路轨道水平检测精度明显提高。     

空间数据库辅助设计系统的探析与实现

地理信息标准化是很漫长的道路,在实践中常常由于规范性的缺乏而带来很多问题.本文试从提高数据字典的通用性、灵活性和可维护性角度出发,提出了通用基础地理信息数据字典系统的概念,并从规范数据生产过程的角度出发,产生了建立一套全新独立的、由向导生成的数据字典建库方案流程的思路.最后根据以上思路研制开发了空间数据库辅助设计系统.     

基于北斗地基增强系统的中国区域电离层建模研究

在卫星导航定位中,电离层延迟误差是主要误差源之一,其影响可以到达数米乃至数百米,有必要进行高精度的电离层模型研究,尤其是区域的高精度电离层模型建立．本文基于北斗地基增强系统114基准站三系统 (GPS／BDS／GLONASS) 双频的观测数据进行电离层提取计算,并结合多项式函数模型进行建模,得出中国区域内的电离层模型,并采用直接跟CODG的电离层产品比较和间接通过单频精密单点定位方式来评估模型精度．结果表明,基于北斗地基增强系统建立的中国区域电离层模型精度高于CODG发布的电离层格网模型且更符合中国区域电离层的真实空间分布．      

北斗地基增强系统框架下流动站定位精度分析

江苏连续运行的参考站(CORS)苏州分中心已经建成覆盖全市的北斗地基增强系统框架网络,并基于此框架网络对区域用户提供服务,针对流动站在不同环境下连接各种源节点的稳定性和局限性问题进行了一系列测试.结果表明,在卫星不被遮挡的情况下,无论接收机是采用单星模式、双星模式,还是三星模式,其定位精度均能满足要求,即平面精度优于5cm,高程精度优于10cm.在卫星被遮挡的情况下,三星模式优势尤其明显,其初始化时间、稳定性以及定位精度均优于其他两种模式.     

面向北斗三号的湖北省北斗地基增强系统建设

随着北斗三号卫星导航系统(BDS-3)的全面建成,湖北省北斗地基增强系统需要进行整网软硬件升级与改造,以实现对BDS-3卫星的兼容. 本文详细介绍了此次升级的内容:包括72台True CORS R1接收机的板卡硬件升级与固件包升级,增加对BDS-3的支持;TrueNET平台的软件升级;升级之后进行了接收机回归测试及系统精度测试:开展了新增频点的数据质量分析及双差质量分析,以及对RINEX原始文件进行了卫星数、高度角等分析;接收机软件研发完成后进行了整机性能测试,各项指标均满足要求;系统精度测试结果标明:网络实时动态(RTK)定位精度水平优于3 cm,垂直优于5 cm;差分全球导航卫星系统(DGNSS)定位精度水平优于1 m,垂直优于2 m.      

低轨卫星导航增强星座地基观测仿真系统设计

现阶段整星座低轨卫星观测数据的缺失制约了LEO卫星导航增强研究,针对该问题,本文设计了LEO导航增强星座地基观测仿真系统,构建生成了LEO星座伪距和载波相位观测值的仿真模型;介绍了仿真系统设计流程和架构、仿真地基LEO观测数据;使用RTKLIB进行了标准单点定位（SPP）和精密单点定位（PPP）解算,验证了仿真系统搭建的正确性,以及伪距和载波观测值仿真的正确性。结果表明,相较于只考虑几何距离的地基观测数据,该系统考虑各误差模型后观测数据置信度高,可用于支撑LEO导航增强星座定位研究。     

MIMO地基雷达微小形变探测建模与仿真

针对现有地基山体滑坡雷达实时性差、系统复杂的缺陷,将多输入多输出技术应用到地基山体滑坡雷达,建立基于多输入多输出的地基山体滑坡雷达微小形变探测的数学模型。将多输入多输出天线阵列等效为其对应的虚拟线性阵列,在这个等效线阵的基础上利用后向投影成像算法对雷达回波数据进行成像处理。成像后得到每个像素点的复散射强度,复影像对中对应像素点的复散射强度做复共轭运算,提取出差分相位,由其与微小形变建立数学关系。设置了雷达探测的模拟实验场景参数,依据所建立的模型编写仿真程序。仿真实验表明,雷达系统具有毫米级的理论形变探测能力,系统微小形变探测的相对误差在5%以内,理论模型的正确性得到验证。     

基于高性能计算平台的天宫一号遥感数据地面预处理系统

针对天宫一号传感器特点,设计并实现了基于高性能并行集群环境的遥感数据地面预处理系统,可完成对高并发、海量遥感数据处理任务的快速、高效处理.该系统可通过传感器的星上定标参数完成系统辐射校正、系统几何校正等处理过程,生产出高光谱热红外谱段和高光谱数据的1级、2级遥感产品.同时,在数据产品封装与输出分系统中,采用了较为通用的GeoTiff与HDF作为产品的主要输出格式,可满足领域内多种用户的需求.     

Study of a wide-angle laser ranging system for relative positioning of ground-based benchmarks with millimeter accuracy

A wide-angle airborne laser ranging system (WA-ALRS) is developed at the Institut Géographique National (IGN), France, with the aim of providing a new geodesy technique devoted to large (100 km²) networks with a high density (1 km⁻²) of benchmarks. The main objective is to achieve a 1-mm accuracy in relative vertical coordinates from aircraft measurements lasting a few hours. This paper reviews the methodology and analyzes the first experimental data achieved from a specific ground-based experiment. The accuracy in relative coordinate estimates is studied with the help of numerical simulations. It is shown that strong accuracy limitations arise with a small laser beam divergence combined with short range measurements when relatively few simultaneous range data are produced. The accuracy is of a few cm in transverse coordinates and a few mm in radial coordinates. The results from ground-based experimental data are fairly compatible with these predictions. The use of a model for systematic errors in the vehicle trajectory is shown to be necessary to achieve such a high accuracy. This work yields the first complete validation of modelization and methodology of this technique. An accuracy better than 1 mm and a few mm in vertical and horizontal coordinates, respectively, is predicted for aircraft experiments. Received: 19 June 1997 / Accepted: 17 February 1998     

Laser pointing angle and time of measurement verification of the ICESat laser altimeter using a ground-based electro-optical detection system

The Ice, Cloud, and land Elevation Satellite (ICESat) will begin science operations in 2003 with an emphasis on determination of the ice sheet temporal variations in the Arctic and Antarctic regions. The ICESat bus will serve as the transport for an instrument called the Geoscience Laser Altimeter System (GLAS). GLAS will provide altimetry and lidar measurements with a high level of accuracy. For altimetry, the GLAS data will enable determination of the laser pointing angle to within 1.5 arcsec and the laser pulse time of arrival on the ground to within 100 sec. Both of these data products contribute to the determination of the measured altitude vector from the spacecraft to the ice surface. Verification of both the laser pointing angle and the timing can be achieved by using a unique experimental technique designed to capture an altimeter pulse on the surface of the Earth. The capture of the laser pulse is accomplished by covering the illuminated area with devices designed to detect the arrival of energy within the altimeter footprint. This ground-based technique will supply an independent, unambiguous determination of the laser footprint geolocation and the epoch time associated with the arrival of the pulse on the surface. Knowledge of the laser footprint centroid on the ground will infer the laser pointing direction in the geocentric reference frame. This in situ measurement of the footprint geolocation and time of arrival will be compared to the corresponding data products provided by GLAS. The comparison of the GLAS laser pointing and the timing data with an independent measurement will verify the accuracy and/or will indicate the existence of any biases or errors in the generation of the GLAS altimetry data products. The detectors have been designed and tested in the laboratory and analyzed for energy level thresholds, system stability, temperature response and overall performance. Timing hardware has been tested and software has been written to achieve event detection within the desired accuracy.     

北斗/GNSS全球增强系统关键问题研究及服务性能分析

北斗/GNSS多系统全球实时增强服务是目前可提供大范围高精度位置服务的有效手段.随着导航星座卫星数增量发展及对更高精度位置需求的不断深入,对多系统融合数据处理带来了巨大挑战,亟需针对不同系统特点,设计多GNSS全球实时高时效增强信息估计技术并解决不同系统在终端层的信号差异,以提升用户高精度应用性能.论文围绕北斗/GNS...