面阵CCD摄像机几何精度的初步评定

本文论述了一种对面阵CCD摄像机的几何参数进行解算和精度评定的方法。在这一方法中,用重心法求目标影象点坐标,并加入了畸变参数的改正。初步实验结果表明,通过检查点计算得到的象坐标,其精度有明显的提高。     

一种顾及几何精度因子的GNSS控制网构型选站方法CSCD

在相对定位基线解算过程中,控制网约束点坐标位置的选取对数据解算精度有一定的影响.讨论了顾及最小几何精度因子(GDOP)值控制网构型选站方法,对全球MGEX(Multi-GNSS Experiment)测站进行6个约束点基准站的选择,利用北斗二号/北斗三号(BDS2/BDS-3)的实测数据,对全球18个连续监测评估系统(iGMAS)观测站的站坐标进行解算,并与全球格网化随机选站法选站结果的解算精度进行对比.实验结果表明:相较于格网化随机选站法,采用顾及GDOP值选站法进行相对定位基线解算时,6000 km以上的基线长度标准差值能够提高约7 mm;长基线在东(E)、北(N)、天顶(U)三方向的标准差值精度提升约5 mm;待定点的点位精度能够提升约40%.可以看出采用GDOP法选站可以提高BDS-2/BDS-3相对定位解算精度.     

高程异常模型的RTK/水准抗差技术

采用RTK/水准确定两套坐标转换模型时,RTK测量的精度限制会降低模型精度.本文经推导论证,通过高程异常模型定位粗差,隔离粗差后可有效提高转换精度.最后通过工程算例验证了该方法的实用性.该技术可应用于不同坐标系坐标转换工作.     

接收机天线相位中心变化对GLONASS精密单点定位性能影响评估

研究接收机天线相位中心变化(PCV)对俄罗斯全球卫星导航系统(GLONASS)定位和对流层估计的影响分析。定位方面，分析接收机PCV改正与否对单GLONASS静态精密单点定位(PPP)三维坐标精度的影响，同时探讨将全球定位系统(GPS)和GLONASS系统对应的接收机PCV改正用于GLONASS PPP的定位研究的可行性与可用性。对流层估计方面，综合研究了在静态PPP和固定坐标PPP两种解算模式中接收机PCV改正对对流层延迟估计精度的影响。选取全球均匀分布的180个IGS站一个月(2017年4月份)的数据进行处理，结果表明，采用GPS或GLONASS系统对应的接收机PCV改正均可明显提升GLONASS PPP垂向坐标和对流层延迟估计精度。相比于采用GPS系统接收机PCV,GLONASS系统对应的接收机PCV改正对GLONASS PPP垂向坐标和对流层延迟估计精度有进一步的提升。     

地下综采面超宽带自组网人员定位系统

针对地下综采面人员低精度甚至难定位问题,该文提出了地下综采面超宽带自组网人员定位系统及方法。该方法简单、系统易于实现,只需3个已知超宽带(UWB)基站坐标即可实现综采面所有UWB基站坐标传递和高精度人员定位。在一端确立3个已知坐标的综采面内布设UWB基站,然后UWB自组网解算整个综采面所有UWB基站坐标,最后通过UWB定位算法获取人员高精度坐标。实验表明,该方法能有效实现综采面人员定位,定位精度达0.08m,点位精度小于0.1m的精度可靠性为82%。     

高分辨率光学遥感卫星反射点源像点提取方法

像点提取精度是高分辨光学遥感卫星几何定标精度的关键因素之一。本文提出一种基于轻小型、自动化反射点源的像点提取方法,以参数化高斯模型拟合获取点源影像的像点坐标。在轨试验结果初步表明,反射点源法所提取的像点坐标的共线误差小于0.001像素,比例常量的相对标准偏差优于5‰,与质心法等常用方法提取的点源像点坐标相比较,精度优于0.05像素。反射点源不仅能够实现高精度的像点提取,而且还能够实现高分辨率光学遥感卫星的高精度几何定标与像质评价,对提高我国航天遥感立体测绘精度具有重要意义。     

GPS测码伪距绝对定位的几种算法

GPS定位方程是非线性的,一般处理方法是按泰勒级数展开取至一次项进行线性化,再利用最小二乘原理求解,如果所取观测站坐标的初始值具有较大的偏差,略去二次微小量的模型误差,对解算结果将产生不能忽略的影响。本文研究分析了GPS测码伪距绝对定位的传统算法,并提出了一种通过求差法将GPS绝对定位的非线性观测方程转化成线性方程直接求解测站坐标的新算法,通过实例计算表明该方法计算简单,不需要测站的初始坐标信息,不需要求导计算和迭代计算,对于提高GPS测码伪距单点定位的解算速度和精度具有重要的意义。     

Helmert方差分量估计在GPS/GLONASS组合定位中的应用

介绍了GPS/GLONASS组合定位模型,探讨了组合定位解算中的时间系统转化和坐标系统转化的问题,研究了利用Helmert分差分量估计进行验后定权的方法及其步骤,对IGS基准站nano某一天的观测数据进行组合定位解算与分析,认为在GPS/GLONASS组合定位解算中选择1∶0.210 6的权比,能够提高单点定位的精度。     

GNSS精密控制网在特大型桥梁施工监测中的应用——以虎门二桥为例

以虎门二桥为例,介绍了全球卫星导航系统(GNSS)精密定位技术在特大型桥梁中的具体应用,在基线解算时,通过提高概略坐标精度、选择合适的解算策略、合理的约束条件等提高控制网解算精度,使得控制网成果的各项精度指标满足要求．对虎门二桥8期测量成果的统计,进一步验证了控制网的测量精度,通过对部分点位坐标较差的计算,统计了点位的具[JP2]体变动情况,采用单点检验法评定了控制点的稳定性,为其他类似跨海工程控制网提供了参考.      

甚长基线干涉测量天线参考点和轴线偏差监测方法探讨

高精度监测VLBI天线参考点和轴线偏差等参数,对提高VLBI台站坐标测定精度及天测、测地VLBI资料解析精度等具有重要意义.常规监测方式占用望远镜工作时间,监测效率低,所得参数精度较差.文章提出通过参数化VLBI天线的旋转运动建立天线固连合作目标在局域网中坐标数学模型的方法,有望实现全天候、全自动监测;考察了代表性数学模型,在观测方程构建、解算参数设置和约束条件选取等方面提出了新的见解.最后通过仿真分析,验证了对方程与参数所做调整的有效性,初步结论可供参考.     

基于联邦卡尔曼滤波的月球车联合定位方法

针对月球车定位,设计和推导了一种基于甚长基线干涉测量（very long baseline interferometry,VLBI）和天文导航系统（celestial navigation system,CNS）相结合的月球车联合定位方法,并采用联邦卡尔曼滤波来实现位置信息的最优估计以增强系统的可靠性和容错能力。最后,通过嫦娥-3号（CE-3）实测数据的解算证明了该方法较使用最小二乘法进行联合解算和单独采用VLBI方法定位,可以获得更高的月球车定位精度。同时,也有效地保障了月球车定位的可靠性和稳定性。     

遥感制图与导航定位技术在嫦娥三号遥操作中的应用

系统介绍了嫦娥三号遥操作中基于影像的遥感制图与导航定位技术的应用方法。利用降落相机序列影像实现了嫦娥三号着陆器在嫦娥二号卫星影像上的高精度定位,并生成了着陆区高精度3维制图产品;利用导航相机立体影像生成巡视器周围地形产品,采用站间影像匹配定位和DOM匹配的方式实现了玉兔号月球车的连续高精度定位;将高精度的定位结果和制图产品应用于月球车遥操作任务规划中,为月球车的安全行驶和科学探测提供了精准的定位和3维地形信息。月球车月面巡视探测工作的顺利完成,验证了这些应用技术的可靠性。     

利用LSTM网络预测月球物理天平动参数

利用中国探月甚长基线干涉测量(very long baseline interferometry, VLBI)观测数据改进月球物理天平动参数的预测精度,对于着陆器和巡视器的精密定位具有重要意义。利用VLBI单点定位模型解算得到“嫦娥三号”(Chang’E-3,CE-3)着陆器的坐标和物理天平动,分别采用循环神经网络(recursive neural network,RNN)和长短期记忆(long-short term memory,LSTM)网络进行物理天平动的预测。选取月球着陆器的坐标和VLBI观测量作为输入量,将3个欧拉角Ω,i,μ作为输出量,将11 323个样本用于训练,2 315个样本用于测试,2 315个样本用于验证,1 000个样本用作与预测结果进行对比。结果显示,验证集的数据经过1 000次训练和9次迭代训练后的梯度约为6.2×10^-5(″)/s,证明了LSTM网络与RNN的可靠性。LSTM网络和RNN的3个欧拉角的预测精度分别达到了97.8%、99.7%、97.2%和95.2%、98.5%、95.8%,LSTM网络的预测精度更高。与DE421星历对...     

基于监视相机单像量测的嫦娥三号巡视器与着陆器分离决策支持

嫦娥三号探测器系统两器分离是着陆后进行的第一个关键动作,也是后续着陆器探测和巡视器月面巡视勘察的基础,解决两器安全分离问题对于整个工程的实施具有重要意义。针对实际任务中对分离决策实时性和可靠性要求高的特点,使用基于着陆器监视相机的单像量测方法对月面环境中障碍物和通信遮挡包络进行分析计算,评估两器分离过程中的不安全因素,为两器分离决策提供支持。介绍了监视相机单像量测和通信遮挡包络计算方法,并对量测精度进行了分析验证。     

基于降落相机图像的嫦娥三号着陆轨迹恢复

嫦娥三号降落相机在探测器实施软着陆的过程中获取了大量序列月面图像,这些图像不仅为公众提供了可视化的着陆过程,而且为着陆器在卫星遥感影像上的高精度定位提供了数据基础。在分析这些序列图像成像几何特性的基础上,提出一种利用降落序列图像进行嫦娥三号着陆器轨迹及姿态恢复的方法。首先通过序列影像进行自由网平差,建立各降落影像及月面的相对位置和姿态关系;然后通过量测卫星遥感影像及降落影像上月面标志物的尺寸,求解出建立的相对模型的尺度,从而恢复出序列降落影像在着陆过程中的带尺寸的位置和姿态;最后通过降落影像的密集匹配,完成着陆区域月表3维模型的重建。本文充分挖掘了降落相机的应用潜力,为嫦娥三号着陆任务中后续科学探测工作提供了高精度的数据支持。     

CE-1立体相机成像几何模型研究

传感器成像几何模型是摄影测量数据处理的关键问题.本文分析了CE-1立体相机成像几何原理、阐述了立体相机内定向以及根据探月卫星辅助数据计算外定向参数的原理和方法;提出一种快速反投影变换算法,建立了 CE-1立体相机成像几何模型.通过对CE-1三线阵影像、激光高度计数据的配准买验,验证了本文的有效性本文立体相机成像几何模型...     

利用VLBI观测量对月球天平动参数解算及着陆器定位和测速的改进

在嫦娥三号探月工程中,月球天平动参数是影响其着陆器定位精度的重要参数,研究月球天平动参数估计方法对于中国探月工程的发展具有重要意义。目前,月球激光测距（lunar laser ranging,LLR）是解算月球天平动参数的常用方法,该方法通过数值拟合将拟合系数放在历表文件中供用户读取。首先,基于差分甚长基线干涉测量技术（very long baseline interferometry, VLBI）解算月球物理天平动参数,其仿真结果表明,与DE421星历的插值结果对比,其欧拉角$\Omega$、$i$和$\mu$的改进值分别补偿至-0.692 4″、0.009 6″和-0.009 7″;然后,基于补偿后的月球物理天平动参数求解着陆器坐标和速度,结果显示,相比于补偿前, 着陆器在X、Y、Z方向的定位精度分别提高了24.204 m、0.405 m、1.996 m,速度误差的估计精度也分别提高了0.010 6 m/s、0.013 5 m/s、0.007 2 m/s。上述研究结果可为未来月球天平动参数解算的相关研究提供参考。     

月球遥感制图回顾与展望

对月球探测任务、月球遥感制图技术与产品进行综述。从1958年开始,全世界已开展126次(其中70次成功)月球探测工程任务,其中月球遥感制图是其必需的基础性工作。由于月球环境的特殊性,其遥感制图技术与对地观测制图相比具有很大的挑战和更大的难度。目前,中国嫦娥二号轨道器获取的7 m分辨率立体影像是覆盖全月球分辨率最高的立体影像数据,美国月球侦察轨道器LRO任务的激光雷达高度计LOLA数据是精度和密度最高的激光测高数据,LRO NAC影像的分辨率最高(0.5—2 m)但未覆盖全球。在各个探测任务中,基于月球遥感数据和摄影测量技术,已经制作了大量的全球及区域的影像拼图、正射影像图和数字高程模型等制图产品。对月球遥感制图技术发展进行展望,探讨了利用国际多探测任务数据建立新一代控制网和进行精细制图的必要性及技术思路。     

基于嫦娥二号立体影像的全月高精度地形重建

提出了一种针对嫦娥二号高分辨率立体影像的全月处理方法,采用5个激光反射器的月面位置作为绝对控制点,制作了一个新的全月地形产品（CE2TMap2015）,包括7 m、20 m和50 m 3种不同分辨率类型的数据,实现了全月球范围内的无缝镶嵌和高精度绝对定位,数字高程模型（DEM）和数字正射影像（DOM）均实现了全月球覆盖。在评估CE2TMap2015地形数据产品平面位置精度和高程精度的基础上,与SLDEM2013、GLD100和LOLA DEM等全月地形产品进行了比较,结果显示CE2TMap2015地形数据产品在空间分辨率、全月覆盖率、数据连续性、绝对定位精度和地貌结构细节表达等方面与其他全月地形产品相比具有明显的优势,可广泛用于月球科学研究和应用。     

CE-1立体相机影像与激光高度计数据不一致性分析

直接利用CE－1激光高度计测高数据制作月球表面模型,分辨率、精度都较低。利用激光测高数据改善三线阵CCD数据立体定位精度是一种有效方法。通过计算立体影像外定向参数、激光脚印（footprint）月固坐标,基于物方空间到像方空间的快速反投影算法,分析研究立体影像与激光高度计数据不一致性,目的是为后续CE－1探月三线阵影像数据与激光测高数据联合平差处理提供相对基准控制。通过不一致性分析试验,得到一些有益的结论,这些分析结果有望在下一步联合平差处理中获得应用。