基于无线传感器网络的安全壳裂缝实时监测系统

反应堆安全壳在整体打压试验期间的表面裂缝实时监测对于掌握安全壳的健康状况具有重要意义。针对现有监测手段存在的不足,利用无线传感器网络技术设计实现了反应堆安全壳表面裂缝实时监测系统。通过在某反应堆安全壳穹顶上进行的一系列试验,验证了该系统的稳定性。     

360°激光扫描仪锥扫描角标定

360°激光扫描仪已广泛应用于车载移动测量系统,是车载移动测量系统的关键传感器之一,它的测量精度直接影响整个系统的最终测量结果。根据360°激光扫描仪的工作原理,发现了一种新的设备测量误差源——锥扫描角,分析其产生的原因,设计了动态标定和静态标定两种试验方案,验证锥扫描角的存在,并对其作出标定。提高了360°激光扫描仪的测量精度,为同类设备的标定提供参考。     

水下无线传感器网络定位技术研究进展

水下无线传感器网络和浮标网络定位技术是当今海洋测绘领域的新技术。浮标网络定位技术结合了全球定位系统和水声测量定位技术,可有效地为水下目标进行定位和导航。水下无线传感器网络由大量廉价微型传感器节点组成,可用于实时监测海洋环境的变化、节点定位、水下目标定位和导航等。详细分析了浮标网络定位技术的不足,介绍了水下无线传感器网络,深入剖析了水下无线传感器网络定位技术的发展现状,指出了需要解决的技术难题,为水下无线传感器网络的后续研究提供参考。     

基于自检校的机载线阵CCD传感器几何标定

将基于附加参数的自检校光束法区域网平差技术应用于机载线阵CCD传感器几何标定中,以ADS40为对象,分析集成传感器成像几何关系,引入GPS观测值数学模型和IMU视轴偏心角模型,建立用于标定的自检校光束法区域网平差模型;在深入分析机载三线阵CCD传感器成像误差特性的基础上,建立有效的相机标定参数模型;并采用检校场ADS40数据进行了标定试验,结果表明几何标定方法可行有效,可显著提高测量精度和可靠性。     

无线传感器网络在滑坡监测中的应用

针对现有滑坡灾害监测系统的局限性,本文采用了一种基于C/S架构的无线传感器网络监测系统。该系统采用C/S结构,以传感器为基础,以数据采集设备作为过渡,通过无线GPRS网络将数据发送至远端的服务器。本文详细介绍了该系统的系统架构以及软硬件设计,并在实际的实验中对其进行了监测,结果证明,该系统可以很好地完成滑坡的实时、无间断监测。     

电磁监测试验卫星(张衡一号)高精度磁强计研制与标定

本文将介绍电磁监测试验卫星(张衡一号)磁场探测载荷高精度磁强计的设计、研制和标定的情况。根据卫星平台观测磁场的特点,以及电磁监测试验卫星对矢量磁场准确度的需求,设计了矢量结合标量的磁场探测方案。高精度磁强计包含2个磁通门探头及1个绝对磁场校准装置探头,安装在卫星舱外伸杆的顶部。通过对高精度磁强计飞行件进行了线性度试验、温度试验、磁轴与结构坐标系转换标定试验、传感器互扰试验和CDSM转向差试验的测试,对磁场探测方案和高精度磁强计的性能进行了验证,并为地面数据处理提供了依据。按照所设计的磁场探测方案,高精度磁强计完成了全部的载荷研制、理论算法研究、标定试验等地面工作,载荷性能指标和地面数据能够满足电磁监测试验卫星的磁场探测任务要求。     

无线传感器网络和遥感技术结合监测煤矿环境地质

针对矿区环境地质监测面临的主要问题,本文探讨了结合无线传感器网络技术和遥感技术对矿区进行环境地质监测的方案,并针对该方案面临的问题与难点,提出了运用这两种技术在矿区建立植被净初值生产力(NPP)动态模型来实时监测矿区的环境地质状况的设想。     

地铁隧道结构稳定性自动化监测系统的研究与应用

随着城市轨道交通的快速发展,目前我国的地铁营运线路长度已近300 km,如何实时监测地铁结构的稳定性,保障地铁营运安全,受到各地政府的高度重视。本文基于高精度全站仪构建开发了地铁隧道结构安全自动化监测系统,利用VT检验法对基准点进行了稳定性判定,实现了远程无线控制全站仪对地铁结构进行自动化监测,通过三维一体化、高精度系统快速对地铁隧道进行了水平位移、垂直位移、隧道直径收敛等诸多变形量的监测,并通过试验对该系统的稳定性和监测成果精度进行了统计分析。结果表明,该系统能够满足地铁结构监测毫米级的精度要求,并具有较好的稳定性。     

线阵列CCD摄像技术在铁路变形监测中的应用

将线阵列CCD摄像技术引入到铁路的变形监测中,实现了对铁路的实时监测,并且能够达到较高的测量精度.以此为背景,介绍了CCD传感器成像过程,描述了线阵列CCD摄像技术在铁路变形监测中的监测原理、数学模型、设备配置和软件开发环境等技术.     

LiDAR标签和栅格占有图结合的LiDAR/IMU空间标定方法

LiDAR和惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)在智能汽车获得了广泛的应用,比如高精度地图构建、车辆实时定位等。两种传感器进行组合测量时,需要知道两者之间的空间关系,包括空间旋转和平移参数。本文提出了一种基于LiDAR标签的自动化LiDAR/IMU空间标定方法。首先分析了LiDAR/IMU标定参数对LiDAR点云拼接的影响,证明了当车辆近似直线运动时,使用概略标定参数即可利用IMU的姿态信息将LiDAR点云转换到轴向近乎一致的坐标系。基于该结论,提出了一种基于IMU姿态约束的LiDAR栅格占有图构建方法,构建高相对精度的点云地图与LiDAR标签的点云进行地图匹配,获得LiDAR标签在图中的位置,相对于单点云帧互匹配方法,提高标签点云匹配的精度和可靠性。然后基于LiDAR标签的已知高精度位置,采用非线性优化方法解算栅格占有图与LiDAR标签的空间转换关系,进而求解LiDAR/IMU的空间标定参数。试验结果表明,利用本文方法获得的标定参数构建的点云地图,可实现厘米级的绝对位置精度,验证了本文方法的正确性和可行性。     

基于物联网/RS集成的环境监测研究

提出一种利用物联网的无线传感器网络技术辅助遥感解译的环境监测方法。该方法通过集成无线传感器网络技术和卫星遥感技术,充分发挥无线传感器网络获取局部地面信息翔实性和遥感技术大面积获取环境信息方便性的优势互补,为环境监测以及环境保护提供数据决策支持。文章着重探讨了基于Zigbee的无线传感器网络与远距离的GPRS结合实现远程辅助遥感解译的环境监测方法,具有广阔的应用前景。     

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.      

基于移动GIS的南疆天然气利民工程管道巡检系统设计与实现

设计的管道巡检系统由手持终端、无线服务网络、监控管理中心组成。在管道巡检工作中,巡检人员配置手持终端,手持终端将实时接收卫星发送的经度、纬度、时间等信息,且每隔3 min将定位信息及巡检时发现的事件状况信息通过GPRS无线服务网络发送给监控管理中心的数据库服务器中。监控管理中心的监控人员通过管道巡检系统平台对实时数据进行分析,对巡检工作及巡检事件进行处理,实现对巡检工作实时的管理。     

农产品物流监控系统设计与开发研究

对农产品物流的监控可以及时发现农产品在流通环节的问题。结合无线传感网(WSN)技术、GIS技术、GPS技术、RFID技术,集成成熟的无线通信和数据库技术,构建可视化、智能化、通用的农产品物流监控系统,为物流链管理者提供便捷、全面的监控体系。本文介绍了系统的设计与实现。     

Environmental sensor networks for vegetation,animal and soil sciences

Environmental sensor networks (ESNs) provide new opportunities for improving our understanding of the environment. In contrast to remote sensing technologies where measurements are made from large distances (e.g. satellite imagery, aerial photography, airborne radiometric surveys), ESNs focus on measurements that are made in close proximity to the target environmental phenomenon. Sensors can be used to collect a much larger number of measurements, which are quantitative and repeatable. They can also be deployed in locations that may otherwise be difficult to visit regularly. Sensors that are commonly used in the environmental sciences include ground-based multispectral vegetation sensors, soil moisture sensors, GPS tracking and bioacoustics for tracking movement in wild and domesticated animals. Sensors may also be coupled with wireless networks to more effectively capture, synthesise and transmit data to decision-makers. The climate and weather monitoring domains provide useful examples of how ESNs can provide real-time monitoring of environmental change (e.g. temperature, rainfall, sea-surface temperature) to many users. The objective of this review is to examine state-of-the-art use of ESNs for three environmental monitoring domains: (a) terrestrial vegetation, (b) animal movement and diversity, and (c) soil. Climate and aquatic monitoring sensor applications are so extensive that they are beyond the scope of this review. In each of the three application domains (vegetation, animals and soils) we review the technologies, the attributes that they sense and briefly examine the technical limitations. We conclude with a discussion of future directions.     

物联网在城市精细化管理中的应用

针对目前"数字城市"向"智慧城市"迈进中物联网技术蓬勃发展,而原有数字化城市管理的方法和技术手段在许多方面都有待进一步完善的现状,该文探索利用物联网等高新科技手段,以全新的管理理念和管理模式来提升城市精细化管理水平。该文重点论述了如何综合运用物联网智能感知、无线传输、数据挖掘等技术,在车载感知定位技术及应用、城市安全传感器应用、水雨雪情实时监测及防汛应急、交通运行多源监测数据分析以及基于二维码的公众参与式城市管理等的典型应用实例。这些典型应用有效地解决城市运行管理中的实际问题,满足了物联网理念在城市管理中的拓展以及管理方式继续深入的需要,提升了城市运行管理的科学化、智能化水平。     

北斗多模定位与传感网络集成的高精度形变监测设计及分析

北斗导航系统正在为亚太地区提供服务,并将逐步实现全球覆盖,未来将在测绘、交通、监测等众多领域发挥重要作用。本文主要探讨BD/GPS双模高精度定位,并以广东省清远市飞来峡大坝为例,设计形变监测网,集成Zigbee无线传感网,形成自动化形变监测系统,对比分析BD/GPS双模和GPS单模两种定位模式下监测网的可发现最小形变位移的能力,结果表明:BD/GPS双模定位更有利于提高监测网的监测能力。     

Monitoring GOCE gradiometer calibration parameters using accelerometer and star sensor data: methodology and first results

The Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer (GOCE) satellite, launched on 17 March 2009, is designed to measure the Earth’s mean gravity field with unprecedented accuracy at spatial resolutions down to 100?km. The accurate calibration of the gravity gradiometer on-board GOCE is of utmost importance for achieving the mission goals. ESA’s baseline method for the calibration uses star sensor and accelerometer data of a dedicated calibration procedure, which is executed every 2?months. In this paper, we describe a method for monitoring the evolution of calibration parameter during that time. The method works with star sensor and accelerometer data and does not require gravity field models, which distinguishes it from other existing methods. We present time series of calibration parameters estimated from GOCE data from 1 November 2009 to 17 May 2010. The time series confirm drifts in the calibration parameters that are present in the results of other methods, including ESA’s baseline method. Although these drifts are very small, they degrade the gravity gradients, leading to the conclusion that the calibration parameters of the ESA’s baseline method need to be linearly interpolated. Further, we find a correction of ?36 × 10^?6 for one calibration parameter (in-line differential scale factor of the cross-track gradiometer arm), which improves the gravity gradient performance. The results are validated by investigating the trace of the calibrated gravity gradients and comparing calibrated gravity gradients with reference gradients computed along the GOCE orbit using the ITG-Grace-2010s gravity field model.     

Monitoring permeable paver runoff with an open-innovation geospatial sensor network

Sensor networks are an essential tool for environmental scientists. As scientists and engineers are beginning to utilize these new methods and devices in their fieldwork, they need to be actively involved in the future of sensor-networking development. Continued sensor network innovation is important for improved standardization, affordability, and interoperability. This article uses a storm water case study to outline an end-to-end open-innovation sensor network. Open innovation by scientists, engineers, and entities is the collaborative process of creating value for this project in permeable paver runoff data and advances within sensor networking. This article focuses on the technical implementation of the near–real-time location and temporally aware sensor network. Data are streamed in near–real-time with subliter precision to the cloud using common off-the-shelf routers. The sensors use Maxim's 1-wire? protocol, and the unique digital serial numbers confirm the data. The data retrieved compare residence times within the permeable paver catchment basins and the control basin. Sensor network advances are made by bridging the gap between sensor protocols and communication systems. These advances enable the development of open-source representational state transfer web services. Our successful implementation serves as an example for others to study and expand upon for a variety of monitoring solutions.