复杂地形多源数据融合GNSS高程转换及实时服务

针对大范围、大高差复杂地形GNSS高程转换难题，以及新型基础测绘数据采集对快速实时获取正常高的需求，该文提出融合多源数据的GNSS高程转换及实时服务方法。该方法采用重力场模型或似大地水准面获取高程异常中长波信息，结合GNSS/水准数据分离出高精度短波信息，进行融合建模，表达局部复杂地形变化，提高高程转换精度；采用“双伪参数加密”方法，对高程转换参数进行动态加密，实现高程基准安全、实时服务。选取丘陵、山地、高山地3种地形的GNSS/水准数据进行分析，验证该方法可行性，结果表明：融合多源数据的高程转换精度提升显著，采用不同重力场模型差异较小，多种几何模型中，多面函数精度最优，3种地形外符合精度分别优于1.5、2.3和2.4 cm,该方法满足复杂地形高程转换及实时服务需求。     

GNSS天线阵列接收机数据采集与解码的实现及应用

首先介绍了能进行静态与实时动态数据采集的GNSS天线阵列接收机(最多可连接8个天线)的研制过程,该接收机通过GNSS OEM板与天线阵列共享设备的集成,大大降低了监测成本。基于研制的GNSS天线阵列接收机,详细讨论了观测数据的解码方法。采用美国天宝公司的BD970 OEM模块,在详细分析二进制消息格式的基础上,研制了数据采集与解码软件,并通过实际应用,证明了该系统可用于大坝、滑坡等的变形监测中,具有广泛的应用前景。     

GNSS原始数据解码为RINEX标准数据格式及数据质量分析

在全球卫星导航系统的研究和测量工作中,需要对GNSS测量数据进行分析和计算,解码GPS接收机原始数据是实时获得以上数据的主要方法。原始电文的二进制格式由各接收机板卡厂商及板卡集成厂家定义本文介绍了常用原始GNSS数据格式内容并对其进行解码转化为标准的RINEX格式文件。该解码软件可以对多种数据格式的电文进行分析解码得到相应的多系统观测文件和星历文件,包括BDS三频数据,并可以根据需要选择生成的RINEX文件中系统类型。使用TEQC软件对数据质量进行进一步的质量分析,为后续的数据分析和处理提供了可靠的保障。     

基于载波相位差分的多频多GNSS测速精度评估

基于载波相位历元间差分测速方法,建立了全球卫星导航系统（global navigation satellite system, GNSS）单点测速的数学模型,分析了其误差源,并结合实测数据对多GNSS系统各频点及其无电离层组合、不同系统组合的测速精度进行了对比分析。实验结果表明：不同系统不同频点的测速精度有所差异,BDS(BeiDou navigation satellite system)的B1I、B1C、B3I、B2a频点和Galileo(Galileo positioning system)的E1、E5a、E6、E5b、E5频点的测速精度相当,水平方向优于1.5 mm/s,高程方向优于3 mm/s;BDS的B2I和GPS的L1、L2、L5频点的测速精度相当,水平方向在1.5～2 mm/s,高程方向在3～4mm/s;GLONASS(globalnavigationsatellitesystem)的G1、G2频点测速精度最差,水平方向在3～4 mm/s,高程方向在5～5.5 mm/s;双频无电离层组合由于放大了观测值噪声,其测速精度低于单频。此外,多GNSS组合增加了可见卫星数,降低...     

智能手机多频多系统实时动态的定位性能分析

随着位置服务的发展,人们对定位精度的需求不断提升. 目前智能手机定位主要依赖于全球卫星导航系统(GNSS)芯片所提供的芯片解,其精度仅为米级. 2016年,谷歌宣布允许开发者获取手机GNSS原始观测数据,为研究手机GNSS高精度定位算法提供了支持. 为探索智能手机多频多系统实时动态(RTK)的定位精度和可靠性,文中基于华为P40智能手机开展了静态和动态环境下的多频多系统RTK的定位性能分析. 结果表明:在静态环境下,智能手机多频多系统的RTK定位精度要优于芯片解,在东(E)、北(N)、天(U)三个方向的定位误差均方根(RMS)分别为0.20 m、0.39 m和0.31 m,比芯片解提高了57%、71%和75%;在动态环境下的定位精度依然能够达到分米级,相比于芯片解在E、N、U三个方向上的定位精度提高了37.84%、47.22%、53.68%.      

城市环境下多系统实时PPP/MEMS INS紧组合模型构建与性能分析

以GNSS和INS为代表的传感器提供的高精度实时位置是自动驾驶、智能交通等领域的重要基础。为提升GNSS和MEMS INS在城市环境下的实时定位性能,本文利用IGS播发的实时精密轨道和钟差改正数,构建了多系统实时PPP/MEMS INS紧组合模型,分析和评估了多系统实时PPP与PPP/MEMS INS紧组合的性能,并与事后精密产品获得的结果进行对比。试验结果表明,在GNSS短时中断期间,多系统PPP/MEMS INS紧组合可以实现连续可靠定位;水平和高程分量的定位精度分别可达0.374和0.339 m,但与事后精密产品相比仍有差距,点位定位精度相差约为0.15 m。PPP/INS紧组合的测速及定姿精度主要取决于INS,测速精度约为1 cm/s,与使用IGS事后产品得到的结果相比,无明显差异;航向角的可观测性较弱,静止期间航向角误差明显增加。     

基于多导航系统的姿态测量及精度评估

基于卫星导航系统的姿态测量可作为一个新型姿态测量系统,代替传统昂贵的姿态测量设备,具有极大的应用潜力.本文首先介绍了利用卫星进行姿态测量的基本原理,在此基础上采用上海司南卫星导航技术股份有限公司的一块K728 GNSS OEM开发板和一块PCB板,设计了一个基于双天线的姿态测量系统,进行载体姿态测量的实验,并实现了PC机直接获取K728板卡实时解算的数据.最后,利用Matlab对测得的数据进行处理,评估了该开发板在测姿应用中的精度.实验结果表明,在系统正常工作的情况下,解算出的方位角精度高于0.2°/R(R为双天线基线长),俯仰角的精度高于0.4°/R.初步实验表明,该姿态测量系统可以应用在车辆自主驾驶控制以及飞行器、轮船的常规姿态测量.     

GAMIT/TrackRT用于滑坡实时GNSS监测研究

针对传统全球导航卫星系统(GNSS)滑坡监测存在的成本高、精度低、坐标时间序列受多路径效应影响严重等问题,该文结合普适型GNSS接收机、开源GAMIT/GLOBK软件、TrackRT实时单历元定位模块以及完备集合经验模态分解数据处理算法搭建了滑坡监测系统,系统可实现近实时基线解和实时单历元解两种解算模式。以临夏黄土滑坡监测系统为例进行分析,实验结果表明：近实时基线解算精度平面方向优于2 mm,高程方向优于5 mm;实时单历元解算精度平面方向在3 mm左右,高程方向8 mm左右,能够满足滑坡监测预警需求。分析了降雨对滑坡形变的影响,降雨与滑坡形变速率呈中度相关关系,其滞后周期在1～2 d。     

一种用于监测型GNSS接收机的定位精度测试设备研究

近年来,随着高精度全球导航卫星系统(GNSS)接收机板卡的市场化,水利水电行业自主研发的全球导航卫星系统(GNSS)监测型接收机设备相继投入使用,针对这种具有自主产权的全球导航卫星系统(GNSS)监测型接收机性能检测不足的问题,我们研制了一种简易的测试设备,专门用于检测此类全球导航卫星系统(GNSS)监测型接收机的定位精度和灵敏度测试,并对通过该设备获得的数据与GNSS监测型接收机测得的数据一致性进行了研究。实测结果表明,该测试设备操作方便,数据处理方法简单可行,可用来对全球导航卫星系统(GNSS)监测型接收机在不同环境下的定位精度和灵敏度进行有效测试。     

基于GNSS实时数据流的载波相位差分测速方法及精度评估

为了满足地质灾害实时高精度监测应用需求，对常规全球卫星导航系统(GNSS)载波相位差分测速事后处理软件进行改进，增加了实时数据流接收和实时解码国际海运事业无线电技术委员会(RTCM)的功能，实现了真正的GNSS载波相位差分测速.利用静态站和振动台模拟正弦波振动实验的GNSS数据，评估改进后GNSS实时测速程序的精度.静态模拟动态的测速精度误差均方根(RMS)优于5 mm/s；振动台动态实验解算结果与振动台输出真值的互差RMS为10.4 mm/s.说明本实验的实时GNSS测速程序在静态实时测速条件下的测速精度可达到mm/s级，在实时动态条件下测速精度仍能达到cm/s级.     

WiFi室内定位的不同接入点选取策略的性能评估分析

最优无线接入点(access point,AP)子集的选取是进一步改善WiFi室内定位技术的一个难题。本文介绍了现有的AP选取算法并提出了基于奇异检验的AP选取算法,给出了WiFi室内定位的性能评估指标。通过实验评估分析了各AP选取算法的综合性能,结果表明:基于相同原理的AP选取算法,其位置估计误差具有相似性,但不同AP选取算法由于选取原理不同各自具有局限性。在实践应用中,要贴合实际情况,结合各AP选取策略特点,选择合适的AP选取策略。     

时空大数据在空间优化中的应用

空间优化提供资源、实体等的高效配置与最佳空间组织方案,是地理学的重要研究领域。大数据背景下,各类蕴含时空信息的时空大数据能反映地表各要素的空间格局特征与演变过程,为空间优化提供强大的数据支撑。基于国内外时空大数据、空间优化研究成果,分析大数据发展历程、特征、定义及其影响,概括时空大数据的定义与特征,总结出对地观测、社会经济、物联网、互联网与社交网等5类时空大数据;在宏观(全国)、中观(省域)、微观(市县)3个尺度下,综述现有研究中的各种空间优化;将时空大数据在各类空间优化中的应用归纳为城市(镇)体系空间结构分析、自然生态环境监测、土地利用分析等7大类,并分别梳理了国内外的相关应用研究。该综述可为时空大数据、空间优化相关研究提供参考。     

轻便型变形监测雷达的研制与基本性能测试

本文介绍自主研发的轻便型变形监测雷达的原理结构和特点,并通过一系列实验对该雷达进行基本物理参数和精度的初步测试以及建筑物变形监测方面的应用实验。通过实验证明,该雷达的测量精度达到0.1mm,最远可以观测到800m外的目标,可以用于建筑物变形监测,该雷达也用于边坡、大坝、桥梁等目标的远程变形监测。同时,该雷达在重量、体积、功耗等方面有着优势,解决同类产品笨重、难以携带作业的问题。     

基于Android的精密三角高程测量系统开发及应用

与普通水准测量相比,精密三角高程测量在特殊环境下的作业效率更高,为推广该测量方法的使用,开发一个功能完善的精密三角高程测量软件是必要的。本文在Android精密三角高程测量软件基础上,结合Android程序设计和精密三角高程测量系统的作业需求,开发了Android平台精密三角高程测量系统。在中国某长江大桥精密三角高程测量的应用中,通过将测量结果与普通二等水准测量数据进行检核与对比,证实该系统能够满足普通跨江水准测量作业的要求。     

基于WSR框架的《开发区土地集约利用评价规程》指标体系分析

旨在剖析我国《开发区土地集约利用评价规程》中指标体系存在的问题并提出改进建议。在界定开发区土地集约利用内涵基础上,从要素特征(W维)、利用目标(R维)和评价过程(S维)等3个维度阐述了开发区土地集约利用评价的系统要求,构建关联分析矩阵,对《规程》中评价指标体系的特征差异化、层次完整性和目标关联性等3个方面进行了分析讨论。针对当前《规程》中存在的评价对象混杂、开发区类型需要细化、指标体系不完整、计算方法需修正等问题提出了相应修改建议。     

基于WebGIS的GIS网络虚拟实验室建设

虚拟实验室是高校教学改革的重点方向之一,WebGIS技术完全可以将传统桌面GIS软件上机操作过程中的各个功能移植到Web客户端中。基于WebGIS技术,设计一个基于REST服务和Ajax客户端的GIS网络虚拟实验室,重点研究GIS网络虚拟实验室的系统体系架构,对虚拟实验室中的各个组成部分和功能进行设计,设计的GIS网络虚拟实验室能够提高学生上机实验过程中的学习兴趣和积极性,提高GIS上机实验教学效率和教学质量,为其它同类课程建设网络虚拟实验室提供技术参考。     

Galileo导航系统观测值的质量分析

从信噪比、伪距多路径效应、单差残差和非差观测值精度等方面对进入初始服务初期Galileo导航系统观测值的质量进行了对比分析,最后简要评估了Galileo导航系统的单点定位精度。结果表明:在信噪比方面,Galileo E5最高,E1、E5a和E5b次之且基本相当;在伪距多路径方面,Galileo E1最大,其次分别为E5b和E5a,而E5最小;在单差残差方面,Galileo导航系统单差相位残差基本在±4 mm内,单差伪距残差基本在±0.3 m内;在非差观测值精度方面,Galileo导航系统相位观测值精度E1最高,E5a、E5b和E5次之且基本相当,而伪距观测值精度E5最高,E5b最差;整体上而言,Galileo导航系统观测值的数据质量略优于GPS和BDS;Galileo导航系统单频伪距单点定位的水平精度约为2.2 m,与GPS和BDS的水平定位精度基本相当,而高程精度约为5.2 m,稍差于GPS和BDS,这与可观测卫星数和PDOP有很大的关系。     

乘车软件应用前后出租车寻客路径偏好分析

本文尝试通过模拟出租车的路径选择探索乘车软件推广对出租车寻客路径偏好造成的影响。基于出租车的历史寻客轨迹,提取起终点对之间的出租车寻客路径集,选取路径的行程距离、历史乘客数目、历史载客行程距离等六个指标,对出租车的寻客路径选择行为进行多项Logit模型建模。通过分析模型的系数大小,得到各因子对出租车寻客路径选择的影响以及出租车在起终点对间寻客的偏好因子;通过统计出租车在各行政区内或跨行政区寻客时以各因子为偏好因子的起终点对数目,得到偏好因子的空间分布差异;此外,通过对比乘车软件推广前后的建模结果,得到出租车寻客路径选择偏好的变化规律。     

基于HJ-1A/B CCD影像的神农架巴山冷杉森林地上生物量估算

神农架林区气候复杂,森林类型多样,巴山冷杉林生境复杂,生物量估算难度较大。本研究首先将神农架林区植被细分类,提取出研究区巴山冷杉林分布范围,然后使用换算因子连续函数法对外业调查的研究区22块巴山冷杉样地进行样地生物量估算;最后利用逐步多元回归分析方法,估算巴山冷杉生物量。回归方程的拟合优度检验R值为0.851,决定系数R2为0.725,显著性检测值F为11.20。主要结论有:1)研究区提取出巴山冷杉面积为8 347.41 hm2,巴山冷杉生物量总量为102.51×104t,平均值为122.8 t/hm2。与前人的研究成果相比,估算平均值基本一致,实验结果可信。2)巴山冷杉林生物量出现了从边缘向内部的递减现象,巴山冷杉在林区呈现"离散化"分布,生物量也存在空间上的"退化"现象。     

环境负载模型效应位移序列可靠性分析

以12个IGS基准站为研究对象,通过格林函数方法对基于QLM模型的地表环境负载(大气压力、土壤湿度、非潮汐海洋、积雪深度)引起的测站位移序列进行可靠性分析。结合粗差分析、主分量分析、噪声特性分析等对位移序列进行特征分析,结果表明基于QLM计算的负载效应序列是比较可靠的,在对GPS坐标时间序列修正过程中,能较好避免不必要的二次误差的引入。此外,地表环境负载对测站的位移影响甚至达到cm级,对测站垂向位移影响更为明显;且负载位移时间序列存在明显的周期性波动,对高精度的地球动力学研究负载环境效应的影响不可忽略,应施加负载改正,为去除坐标时间序列中虚假的非线性变化提供参考。