GNSS多系统组合精密定位研究进展

近年来,我国北斗卫星导航系统(BDS)以及欧洲伽利略卫星导航系统(GALILEO)正在快速建设与发展,同时,GPS和GLONASS卫星导航系统的现代化也在逐步推进,卫星导航定位领域正发生着深刻的变革。系统介绍了各卫星导航系统的建设和发展状况,探讨了多系统组合定位带来的机遇和面临的挑战,以及当前对这些问题的研究现状,最后对多系统组合定位的应用前景进行展望。     

多系统GNSS浮标潮位提取精度研究

为实现多频多模GNSS浮标在远距离海洋潮汐测量中的应用,基于精密单点定位(precision pointing positioning,PPP)数据处理策略获取潮位信息,以压力验潮仪为参考,对GNSS浮标测量海面高进行经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD),滤去高频波浪和噪声,获取潮位进行精度分析。结果表明:多系统可以提高PPP解算潮位精度。GPS/GLONASS双系统和GPS/GLONASS/Bei Dou三系统PPP提取潮位与验潮仪潮位差值的最大误差均小于18cm,RMSE小于6. 5cm。因此,多系统PPP解算GNSS浮标海面高可以实现远离海岸的潮位获取与监测,能够提高海上潮位测量的效率。     

基于GPS精密单点定位技术的水深测量

首先阐述了水深测量的两种作业模式：传统人工验潮水深测量和GPS无验潮水深测量,对两种作业方式作了简单的比较。简要介绍了GPS精密单点定位（PPP）的基本原理,给出了GPS无验潮水深测量数学模型。然后,针对传统水深测量作业模式的弊端,提出采用GPS精密单点定位技术进行无验潮水深测量作业,并从静态和动态定位两个方面验证了PPP技术进行无验潮水深测量作业的可行性。     

近海环境的BDS/GPS差分及PPP定位性能评估

基于远海测量试验,利用精密单点定位(PPP)技术和单站差分技术进行事后和实时定位,分别利用单BDS、GPS和BDS/GPS组合进行定位试验,对定位精度和算法可靠性进行分析。研究表明单站差分技术在海上中短基线(≤150 km)的定位中相比PPP技术具有更高的精度和技术可靠性,另外相比GPS,BDS更适合国内近海的导航定位作业,双频观测条件下能实现亚分米级的定位精度。该研究对海上定位理论和BDS的推广应用具有借鉴意义。     

三维水深测量精度分析及试验验证

根据《水运工程测量规范》修订专题研究项目理论研究成果,分别通过陆地的"不同距离升降旋转法"和对选定区域重复进行水深测量的实测试验方法对RTK动态三维定位精度、RTK三维水深测量图载水深精度进行了验证,为将RTK三维水深测量纳入《水运工程测量规范》提供了依据。     

关于RTK三维水深测量命名问题

通过对当前国内外RTK三维定位技术在水深测量中的应用情况及相关资料的分析研究,从标准、规范的专用术语命名原则、通用性、科学性、完整性、前瞻性和涵盖面等方面,论证了"RTK三维水深测量"命名的正确性。     

多波束水深测量规范框架研究

根据海洋测量需求和国外测深规范与数据格式标准发展状况,研究了多波束测深规范与数据格式标准内容框架,对宽幅测量的要求、误差改正和数据处理等技术要点进行了分析。     

测量型GNSS接收机在海洋控制测量中的性能评估

在沿岸及海岛(礁)测量区域,利用TEQC软件,对几种常用测量型接收机采集的控制测量数据进行质量分析。通过从观测时间长度、卫星信号的信噪比、观测卫星总数、多路径效应、数据可利用率和周跳值等几个方面进行比较,选取了多路径效应值较大的观测数据进行了PPP解算,得出了一些有益结论,为今后的海洋控制测量作业提供良好的建议。     

基于GNSS浮标的潮位测量技术研究

利用研制的GNSS浮标,在海南省清澜湾进行了21.5 h的潮位测量工作,分别使用GAMIT+TRACK和精密单点定位技术(PPP)两种方法对GNSS数据进行解算,并对高频GNSS解算结果进行了巴特沃斯、低通滤波、中值滤波、小波滤波等处理,处理结果与实测潮位数据进行了对比。结果表明:(1)使用GNSS浮标可以进行潮位测量;(2)移动平均滤波或中值滤波对高频GNSS浮标解算数据的处理结果较好,其次为巴特沃斯滤波,小波滤波处理结果较差;(3)在GNSS基准站的支持下,GAMIT+TRACK对GNSS解算结果精度可达1.065 cm,并可以给出绝对高程下的潮位信息;PPP技术解算结果的精度为4.283 cm,但不需要GNSS基准站的支持,可用于远海潮位测量。     

船载水上水下一体化测量技术及应用——以舟山册子岛为例

近年来, 船载水上水下一体化测量技术在海洋测绘领域发展迅速.该技术主要通过对多波束水深测量系统、激光扫描系统、定位定姿系统等设备的集成, 实现水上水下一体化无缝测量.以舟山册子岛区域为例, 利用船载水上水下一体化测量技术, 成功实现了水上水下一体化无缝测量, 并完成了水深及地形成果整合, 阐明该技术在应用中的优缺点, 并探讨了船载水上水下一体化测量技术在海岸带地质调查的应用前景及发展方向。     

Bathymetry Inversion with the Gravity-Geologic Method: A Study of Long-Wavelength Gravity Modeling Based on Adaptive Mesh

Modeling of long-wavelength gravity anomaly is crucial for bathymetry inversion with a gravity-geologic method. We propose a new method, named as iGGM, to approximate the long-wavelength gravity anomalies by using a finite element method based on an adaptive triangular mesh which is constructed by uneven control points. The mesh size is suitably controlled to ensure that there are several control points in each grid. By using iGGM, the bathymetry in the South China Sea (Test Area #1: 112°E–119°E, 12°N–20°N) and East China Sea (Test Area #2: 125°E–130°E, 25°N–30°N) is estimated. The performance of the method was evaluated by comparing the predictions with Earth topographical database 1 (ETOPO1) model and shipborne depths in the test points. Results show that the depths derived by iGGM have a strong correlation with the shipborne depths. In the test points, the mean values of their differences are smaller than 10 m. The standard deviations of their differences are smaller than 120 m and their correlation is stronger than 0.98. Meanwhile, the results provided by the iGGM model are comparable with that obtained by the ETOPO1 model, e.g., the differences between iGGM and ETOPO1 models in test points for Test Areas 1 and 2 are 116 and 70 m in standard deviation, respectively.     

近海区域多波束水深测量的水位改正方法

阐述了近海区域由监测验潮站实测潮位和天文预报潮位,以及模拟站的天文预报潮位获得模拟站接近实测的水位改正资料的理论和方法,在Caris Hips软件中得到成功应用,并在主检比对中获得满意的效果,资料满足《海道测量规范》要求。     

基于混合有限分析法的三维浅海湍流模型及验证

文章以具有自由表面的三维非线性Navier-Stokes方程组为基本控制方程,垂向采用σ坐标变换后得到三维浅海湍流数学模型。数值模拟求解方法采用具有自动迎风、精度高及稳定性好的混合有限分析法求解,最后,以渤海湾潮流模拟算例验证了文中模型及其混合有限分析解法模拟潮流的正确性和应用于工程实际问题的适用性。     

重力辅助惯性导航的匹配算法初探

对重力辅助惯性导航技术的基本原理进行了分析,将采样卡尔曼滤波算法用于重力图形匹配。滤波通过设计少量的Σ点,并计算这些Σ点的经由非线性函数的传播,从而获得滤波值基于非线性状态方程的更新,较广义卡尔曼滤波具有计算精度高、便于计算的特点。     

Study on the New Methods of Ship Object Detection Based on GNSS Reflection

This paper presents a study on the new methods of ship object detection based on GPS-R correlation power spectra. Both the principle and the algorithms for recognition are given in detail. The architecture of Doppler Delay Mapping Receiver (DDMR), signal-processing chain, and correlation power spectra discriminant of the reflected signals from the ship object are discussed. Real-time data collection campaigns were done near the sea at Sanya with the Doppler delay mapping receiver mounted on an airplane. Some preliminary experiment results show that the DDMR could work well and can be used in ship object detecting.     

基于单组广播星历的GPS卫星在轨位置的拟合计算

对只接收到一组GPS卫星广播星历的情况下应用广播星历拟合计算卫星在轨位置的方法进行了研究,通过与精密星历进行比较,对拟合计算的精度进行了说明。     

基于ArcEngine的数字高程模型更新方法研究

采用COM技术,以ARCENGINE所提供的类库和凸包算法,实现了数字高程模型(DEM)数据更新的边界检测和利用矢量地形数据采集更新数字高程模型数据的方法。保证了数字高程模型数据的精度,可以满足数字高程模型的现势性需求。     

基于ERDAS的SPOT5卫星影像正射校正方法研究

海岛海岸带卫星遥感调查与评价项目以高分辨率卫星遥感影像数据为基础。项目区块地形有一半为山地和丘陵,地形起伏较大,常规的几何校正难以消除因地形起伏引起的影像几何变形,必须进行正射校正。根据现有数据特点和项目要求,提出了可行的正射校正流程,基于SPOT5物理模型对融合影像进行正射校正,实验校正结果完全满足精度要求。     

水陆三维地形地貌融合应用研究

针对海量遥感数据和海洋测量数据的特点,采用Kriging插值算法和三角网构建高精度水下DEM数据,应用标准偏差算法和侧扫声纳镶嵌技术制作水下地貌影像,实现多元数据处理、融合和三维显示的技术流程.应用像素级数据融合技术实现海量水陆数据的连续、准确无缝拼接,解决海洋测绘信息空间一体化表达的技术难题.     

双星移动目标监控系统的设计与实现

简要介绍了北斗卫星导航定位系统的定位原理和特点。根据北斗卫星导航定位系统的特点设计了一套基于北斗卫星导航定位的双星移动目标监控系统,并详细分析了系统的功能、特点及应用前景。