BDS在仿生机器鱼中的应用研究

仿生机器鱼作为水下机器人行业的一个重要分支,在探索海洋资源方面发挥着重要作用.本文论述了北斗卫星导航系统(BDS)在仿生机器鱼中的应用,并基于BDS的仿生机器鱼基本定位原理,提出了多导航方式组合技术．对基于BDS的仿生机器鱼机械结构进行了模块化设计,说明了BDS在仿生机器鱼位姿解算以及路径规划技术中的应用,设计并搭建了基于BDS的仿生机器鱼的硬件系统,并在实验室自主设计的仿生机器鱼上实现.      

基于GNSS的自主巡航四足机器人及远程监测系统设计

针对复杂区域探测困难、成本较高的问题,设计了一款基于全球卫星导航系统的具有自主巡航功能的环境探测四足爬行机器人及远程监测系统,该机器人以嵌入式STM32F429IGT6芯片作为主控CPU,搭载GPS／北斗定位模块及无线通讯模块,使机器人可以实现自主巡航和自动调节路线.该机器人配备的多种传感器模块可以实现对环境温湿度、风速等参数的采集,同时将收集到的数据进行分析、处理和发送.基于该功能开发的监测系统可以实现对机器人的实时监测,包括运动轨迹和位置信息,并通过无线网络对机器人发送控制指令,实现远程遥控功能.实验结果表明,该自主巡航机器人及其监测系统能够实现精确定位和路线实时调整,提高了机器人探测工作的精准性.      

基于BDS的海上运输监控系统设计

海上运输往往受到高温、高盐及高湿环境的影响,尤其是贵重和精密货物,在运输过程中容易出现损坏风险,因此研发了一种海上运输货物通讯监控系统;这对于海运质量的提升是十分重要的.本文设计了一种基于北斗卫星导航系统(BDS)的海上运输监控系统,将物联网技术和BDS相结合,以实现对货物的实时监测、导航定位及通讯功能,并以多相流量计的运输为例详细阐述了系统的功能实现方式.该系统可以作为减少货损成本,提高运输管理效率的工程化辅助工具.     

BDS高精度动态检测系统的设计与实现

针对中国北斗卫星导航系统(BDS)用户设备动态性能的检测需求,本文设计了一种可以在真实环境下,高效、自动化测试的检测系统,称为BDS高精度动态检测系统(BDHDS).该系统以依维柯汽车为载体,高精度的惯性组合导航系统为测试基准,布设了卫星信号采集回放仪、卫星信号转发器、测试暗箱、监控设备等专业测试设备,并且基于JavaScript开发了自动化测试评估软件,实现了卫星信号采集、回放,测试结果实时显示,测试报表自动生成、测试过程记录等功能.为了检测BDHDS的有效性,本文选择了两种不同型号的BDS设备分别进行了静态、低速动态和高速动态跑车试验,试验结果表明该检测系统能够直观高效地评估BDS用户设备的动态性能.     

基于BDS三频信噪比的多径误差检测技术研究

多径误差指间接波对直接波的破坏性干涉而引起的接收机与卫星的距离误差,具有时变特性,难以通过模型改正或差分技术等方法予以消除.但在存在多径干扰的情况下,同一颗卫星不同频率上的信噪比会发生波动,基于该特征,本文提出一种用信噪比检测多径误差的方法:基于北斗卫星导航系统(BDS)三频信噪比的多径误差数据,建立一个关于信噪比的统计量S■(实验环境)以及计算开阔环境(低多径环境)的检测阈值T,通过比较S■与T的大小关系来检测BDS卫星多径误差.实验结果表明:该方法可以有效探测BDS卫星多径误差,并基于检测阈值和位置精度因子(PDOP)的变化对该某段时间内的卫星予以剔除,获得更好的定位效果.     

利用BDS与无人船进行污染源分析及处理

在大数据的背景下,充分利用北斗卫星导航系统（BDS）的定位功能,以无人船作为用户端,在水质数据采集和污染源位置的问题中积极探索新的实践方案,迅速、准确地找到污染源,减少河流污染物污染的时间,且无人船上装有净化模块,在发现污染时可作简易处理。在无人船上安装水质分析仪,水质分析仪的传输模块中安装经给防水处理的北斗卫星定位芯片和WiFi数据传输器,进而对河流的污染物种类及浓度进行分析,并采用大数据的计算方法,计算出污染源位置,向云平台反映污染源位置分析结果与污染物处理方法。通过BDS,将数据按照位置区域划分,并将能到达污染源的最短路径发送到处理人的移动设备上。本文通过对基于BDS定位的水质污染监测可视化系统进行分析,以期迅速找出污染源,减少水质污染现象的发生。     

多源遥感数据管理与远程处理集成实现

针对目前对多源遥感影像数据管理与远程处理的集成应用研究较少的现状,文章基于FTP、关系数据库和空间数据库引擎设计多源遥感影像数据及其元数据与快视图数据的一体化管理方案,基于Web Service与PCI-EASI设计遥感影像远程处理服务,并对多源遥感影像数据管理与远程处理功能进行集成,通过综合运用FTP和Web Service技术,提高了数据管理效率和应用的灵活性。最后以"粤港澳水质遥感监测系统"为例,实现了对多源遥感影像数据的有效管理及水质监测业务的系统化,验证了研究成果的可行性和实用性。     

BDS/GPS单频软件接收机算法研究与实现

随着卫星导航定位技术及接收机的发展,软件接收机已成为当前研究的热点之一。根据北斗卫星导航定位系统（BDS）的接口控制文档（ICD）,分析了BDS B1I信号,提出了一种基于并行码相位和并行频率捕获的算法,实现了对BDS-B1I/GPS信号的捕获跟踪、导航电文解码。利用HG-SOFTGPS02采集器采集的数据进行BDS/GPS定位,验证了该算法的可行性与合理性。     

智能手机BDS/GPS非差RTK定位软件实现及性能分析

针对当前智能手机终端伪距观测值精度不高和单系统稳定性较差的问题,该文基于安卓(Android)平台开发了一款BDS/GPS融合系统非差RTK定位算法应用程序.该应用程序既可作为手机导航芯片原始观测数据记录软件,也可作为定位算法处理GNSS数据的载体,使终端用户定位方式更加灵活.设计实验对比分析了 BDS单系统、GPS单...     

基于北斗智能手环的足球训练系统设计

我国自主研发的北斗卫星导航系统(BDS)逐渐成熟,在民用领域应用越来越广泛. 我国的足球训练还存在许多不足,不当的训练方式不仅导致训练效果不佳,还可能会对运动员的身体造成伤害. 针对上述问题,本文设计了一种基于北斗智能手环的足球训练系统,将BDS、多传感器融合技术、互联网技术、3D视频技术以及无线通信技术融合,具有高精度实时定位、血压测量、心率检测、速度与加速度测定、动作识别、一键报警和轨迹记录等功能,从而提高训练的科学性、安全性和针对性.      

基于北斗定位系统的虾塘投饵管控系统的设计和实现

水质长期实时监控对于水产养殖具有极其重要的作用,为此设计了一套基于北斗卫星定位系统的移动式水质监测系统,根据虾塘养殖特点有针对性地选取了需要检测的溶解氧、PH值、温度、电导率等水质参数进行实时在线检测。通过数据采集模块获取虾塘实时水质参数信息,再经专家系统智能判断虾塘水质动态,科学进行水质管理、饲料投喂以及科学养殖等。      

基于BDS的可燃冰开采环境监测与评估系统设计

天然气水合物(NGH)开发技术已成为当今世界科技创新的前沿.NGH资源需要安全开发和环境保护并重,为加快海底NGH商业化生产步伐,亟需加强海底开采环境长期监测工作,为此设计了一套基于北斗卫星导航系统(BDS)的NGH开采环境监测与评估系统.通过展现大气、海水、海床、井下"四位一体"的3D可视化海洋立体空间场景,实现NG...     

利用GPS/BDS/GLONASS/Galileo组合PPP反演大气可降水量

为进一步改善精密单点定位（PPP）探测大气可降水量（PWV）的性能,本文提出采用GPS/BDS/GLONASS/Galileo组合PPP进行PWV反演的方法,并利用国内3个MGEX（multi-GNSS experiment）观测站的实测数据,对GPS/BDS/GLONASS/Galileo组合PPP在大气水汽探测方面的性能进行了评估。试验结果表明：相较于GPS PPP、GPS/BDS组合PPP和GPS/GLONASS组合PPP,GPS/BDS/GLONASS/Galileo组合PPP估计天顶对流层延迟（ZTD）的初始化时间分别缩短了33%、26%、20%,且能获得更高精度的ZTD估值和PWV信息,在大气水汽探测方面的性能更优。     

惯性辅助强多径环境中的北斗三频周跳探测与修复

针对北斗三频信号,引入了惯性信息辅助周跳探测与修复,建立了北斗/INS松组合模型,提高了多径误差严重影响下的BDS周跳探测成功率和修复率。在常规伪距-相位组合与几何无关组合探测三频周跳的基础上,提出了INS定位辅助的北斗三频组合法,构建了INS辅助的周跳决策量,分析了INS定位误差对周跳探测的影响。该方法克服了周跳探测受伪距观测值精度影响的不足,实现了北斗系统多径环境中的小周跳探测。试验采用船载INS/BDS三频组合系统进行数据实测分析,结果表明,在水面强多径噪声环境导致传统三频探测模型失效的情况下,该方法显著提高了探测成功率与修复率,并适用于低频北斗观测数据。     

多源遥感数据支持下的城市生态状况评价

城市生态环境监测具有数据来源广泛、监测要素复杂、服务对象多样等特点,整合可用的资源进行城市生态的综合监测成为目前关注的热点。本文利用高分辨率遥感影像,以及地表覆盖、城市边界等遥感产品,在现有遥感生态指数的基础上,结合黑臭水体指数,构建适合综合评估城市生态状况的集成遥感监测模型,实现对城市生态环境状态的多维度监测。该方法能够较准确客观地反映城市的生态环境质量,理论上补充了基于遥感数据的城市生态环境监测方法,可为城市生态环境监测的信息化建设提供技术支撑。     

利用北斗系统建立和维持国家大地坐标参考框架的方法研究

2000中国大地坐标系统（China Geodetic Coordinate System 2000,CGCS2000）的建立和维持主要依赖于GPS技术,不利于保障国家时空信息安全。中国北斗卫星导航系统（BeiDou navigation satellite system,BDS）提供亚太区域服务,可满足中国及周边地区高精度定位导航应用需求,对建立和维持国家大地坐标参考框架具有重要意义。研究利用已建成的北斗基准站网观测数据,实现基于BDS技术、并与国际地球参考框架（International Terrestrial Reference Frame,ITRF）一致的国家大地坐标参考框架,为今后国家级和全球性北斗坐标参考框架（BeiDou Terrestrial Reference Frame,BTRF）的建立和维持提供理论基础和方法支撑。初步计算结果表明,积累2 a以上的观测数据,利用单独BDS数据可以获得与GPS精度相当的水平速度场,精度约为2~3 mm/a。基于单独BDS数据,测站残差平面和高程的重复性分别可优于0.8 cm和1.7 cm。利用BDS数据已可监测到测站高程方向的季节性变化。此外,还对单独BDS与GPS数据计算的坐标可能存在的与经纬度相关的系统误差进行了分析。总体来说,目前的北斗系统可满足建立和维持中国cm级大地坐标框架的需求。     

陆基（地基、岸基）水环境遥感的提出、实践和初步应用

断面监测是准确掌握中国地表水水质和水环境变化特征,开展水环境成因机制分析、评价评估、治理修复和管理考核的重要基石。提高监测立体化、自动化、智能化水平是未来水生态环境监测的重要方向,可以切实提高中国生态环境监测现代化能力。本文针对全国地表水环境断面监测,首次提出陆基（地基、岸基）水环境遥感概念,有效补充和完善传统的卫星遥感和断面监测技术方法。通过与杭州海康威视数字技术股份有限公司（简称“海康威视”）开展合作研发,自主研制了国产高光谱成像仪,于2020-07-31—2020-08-17在太湖开展了复杂天况和水况场景下陆基（地基、岸基）水环境遥感实践应用,构建了透明度、悬浮物、总氮、总磷等关键水质参数高精度遥感反演算法,反演精度可达80%及以上。将相关算法植入高光谱成像仪中获得关键水质参数高频动态变化过程,精细刻画其时间演化过程。太湖陆基（地基、岸基）水环境遥感实践表明,在全国地表水监测断面架设国产高光谱成像仪开展关键水质参数高频精准观测具有广泛应用前景和市场推广价值,可以与卫星和无人机遥感形成天—空—地立体化遥感监测体系,结合断面人工巡测和自动观测开展协同监测。