GNSS天线阵列接收机与无线传感器网络在灾害监测中的集成方法研究

主要讨论如何将GPS、GLONASS和Galileo系统集成到天线阵列接收机中,如何与无线传感器网络集成,实现数据传输的自动化,并利用无线传感器网络自组网、自适应等特点,实现节点定位,将GNSS天线阵列接收机的几何监测功能与传感器的物理监测功能结合起来,实现地面/地下、几何/物理的三维立体自动化监测。     

基于宁夏地区再分析数据的加权平均温度建模与分析

加权平均温度是全球卫星导航系统(GNSS)气象学中的一个重要物理量,以宁夏地区为例,基于2017年的历史再分析数据,建立了加权平均温度统计栅格模型,并通过与通用加权平均温度统计模型对比.结果表明:新模型较通用模型在宁夏地区的加权平均温度的统计预报精度有较大幅度的提高,基于精度较高的需求,对于当地历史气象数据构建适合当地...     

GNSS一机多天线远程监测系统的研发

针对远程化自动化变形监测的特点,研究开发了卫星一机多天线(GNSS multi-antenna)远程监测系统。研究和讨论了系统的设计和开发技术,以及监测数据最小二乘拟合处理与分析方法。在京承高速高边坡监测中的应用表明,本系统用于高边坡远程监测可行,监测数据处理方法可靠,可作为高速公路、铁路、大坝等远程监测的重要技术方法。     

GNSS调零抗干扰天线的反欺骗性能分析

为分析全球卫星导航系统(GNSS)中存在欺骗干扰的场景下调零抗干扰天线的反欺骗性能,推导出在快拍数有限的情况下,功率倒置(PI)算法利用调零天线处理后输出真实信号和欺骗信号功率的理论公式.详细分析了欺骗信号到达天线阵口面的功率对真实信号和欺骗信号输出功率的影响,通过欺骗抑制比这一指标来衡量PI自适应调零天线的反欺骗性能...     

GNSS技术在广东始兴县铀多金属矿区中的应用分析

以GNSS技术在矿区大比例尺地形图测绘中的应用为研究目的,在广东省始兴县铀多金属矿区进行1∶2000比例尺的地形图测绘实现。通过外业施测后进行了测量精度及质量分析。研究表明:广东省始兴县铀多金属矿GNSS测量控制网建设项目的平面及高程精度较好,平差后各项精度指标均符合国家相关规范要求,为今后大比例尺矿山测图、地质找矿、矿山开发建设和矿山环境治理等工作提供了准确、可靠的起算数据。     

基于GNSS的晶振驯服方法分析

高稳定度、高准确度的频标在计量测试、测控通信、电信电力、金融等领域至关重要。GNSS驯服晶振结合了GNSS具有较高长期稳定度和晶振具有较高短期稳定度的优点,加之成本较低,获得了广泛应用。本文针对GNSS驯服晶振的特点,对比分析了最小二乘法、无偏滑动平均滤波法、Kalman滤波法等几种主要的晶振驯服滤波方法,并利用相同控制方法进行驯服仿真比对,给出了几种滤波方法的驯服性能差异,分析了其优缺点。本文可以为驯服晶振在GNSS授时接收机的应用提供技术借鉴。      

基于牛顿迭代法的GNSS欺骗干扰参数估计

欺骗干扰是全球卫星导航系统(GNSS)发展面临的重要挑战,针对小时延场景下欺骗干扰参数估计方法计算量大的问题,提出了一种基于牛顿迭代法的参数估计方法. 该方法以码相位估计为核心,通过构建欺骗场景下信号参数的非线性估计模型,采用牛顿迭代法对信号码相位进行估计,在此基础上采用最小二乘法对信号幅度和载波相位进行估计. 实验结果表明:该方法的平均迭代次数在10次左右,相比于传统参数估计方法,算法有效性大幅提升. 在准确性方面,该方法能够有效提高小时延场景下的信号参数估计精度.      

一种GNSS/视觉观测紧组合导航定位算法研究

全球卫星导航系统(GNSS)在弱信号环境下,GNSS信号易受到遮挡或者电磁干扰,严重影响导航定位的可靠性、连续性和精度.针对此问题,本文作者研究了一种GNSS和视觉观测紧组合导航定位方法.首先基于相机采集图像数据,利用ORB-SLAM2开源平台求解得到视觉位置结果增量,再联合GNSS伪距观测数据采用卡尔曼滤波(KF)进...     

GNSS基准站在高铁沿线自动化监测中的布局分析

中国高铁线状分布,贯穿全国各个地域,沿线地质情况复杂,利用GNSS技术对高铁沿线进行变形监测具有全天时、全天候、精度高等优点。本文选取青田县高铁沿线实验区域,基于TEQC和GAMIT高精度数据处理软件,对9个监测站24 h的变形监测精度进行了精度分析。结果显示,随着GNSS监测站与基准站之间距离的增加,GNSS监测精度越来越低,当GNSS监测站与基准站之间距离小于5 km时,GNSS监测精度较高,达到mm级监测精度。因此,当GNSS监测站与基准站距离较远时,应当布设多个基准站,以提高监测精度。     

基于六旋翼无人机平台的GNSS干扰源测向与定位系统设计与实现

目前,基于无人飞行器的导航干扰源探测方面的研究主要集中在理论研究与仿真实现阶段[1],文中设计了一种基于六旋翼无人机平台的全球卫星导航系统(GNSS)干扰源测向与定位系统, 并在某飞行场区进行了干扰源定位精度的测试. 该系统主要由六旋翼无人飞行器、干扰源监测测向载荷以及地面站组成. 系统试制完成后,选定开阔环境,通过设置干扰源发射不同的调制方式、不同发射功率的干扰信号,以此来验证干扰源的定位精度.      

一种GNSS双天线姿态确定及点位标定方法研究

针对难以通过全球卫星导航系统(GNSS)直接测量的目标点位动态标定问题,讨论了GNSS双天线姿态确定的方法,且对存在的由安装误差等因素引起的姿态不一致做了推导分析,提出了一种基于GNSS双天线的点位动态标定原理和试验验证方法,并对点位动态标定的精度进行了分析．通过飞行试验算例分析得出:该方法可实现优于3 cm的动态标定精度,为载体目标点位动态标定提供了一种新的解决方案．      

基于GNSS单天线技术的农田土壤湿度反演方法研究

土壤湿度是影响全球水循环的重要变量,是衡量地面与大气之间能量交换的主要因素.及时、可靠地获取农田土壤湿度值对于在农业生产中进行精准灌溉、减少水资源浪费、降低生产成本和提高农作物产量都是非常必要的.论文从电磁波反射分析、信号处理、反演模型的构建、多星多频数据的融合、外场试验的设计及试验数据验证几个方面展开了地基GNSS-IR土壤湿度反演方法研究.     

锚定状态下船体的GNSS测姿稳定性评估

利用锚定状态下船体进行勘探作业是目前海洋工程勘探常用的作业方式之一,针对目前关于锚定船体稳定性分析的应用研究相对较少的现状,本文利用GNSS测姿方法对锚定状态下船体的稳定性展开研究分析,研究了船体在不同海况下（二、三、四级）的平面位置、高程、横摇、纵摇和艏摇变化情况,并对船体的稳定性进行了较为全面的评估,在判断船体稳定性是否适合海洋工程勘探作业、是否可安装钻机设备等方面具有一定的实用价值。     

Development of an instantaneous GNSS/MEMS attitude determination system

Global navigation satellite systems (GNSS) are well suited for attitude determination. The key to high-precision GNSS-attitude determination is the ambiguity resolution. In case of kinematic applications, the rapidity of this process is of particular importance. We present a new instantaneous attitude determination system for GNSS-challenged environments. The single-epoch ambiguity resolution is performed by the ambiguity function method aided by a micro-electro-mechanical system (MEMS), leading to success rates above 99 %. The GNSS/MEMS fusion is realized by the use of an extended Kalman filter. When the system is stationary, a state vector augmentation with a shaping filter reduces systematic effects in the GNSS-attitudes. By means of two field experiments, the system was tested successfully. Despite poor GNSS measurement conditions, it provided reliable and accurate results, with empirical standard deviations in the range of 0.03–0.1 deg for the yaw angle.     

一种改进的加权整体最小二乘GNSS船姿估计方法

为提高GNSS船姿测量精度,该文构建了基于先验模糊度信息的乘性欧拉角GNSS载波观测方程,提出了一种基于部分变量误差模型(Partial-EIV)的加权整体最小二乘(WTLS)动态船姿估计方法。首先利用GNSS动对动加以基线长约束快速精确固定模糊度,然后将整周模糊度固定解作为已知值代入乘性姿态角载波观测误差方程,并将观测方程进行向量化;针对状态方程以及观测方程系数矩阵包含随机元素和固定元素的结构特征,引入Partial-EIV模型,采用一种改进目标函数的WTLS方法估计乘性欧拉角,该方法可以同时顾及状态方程以及观测方程误差,充分利用观测值以及姿态约束信息,减小误差累积。通过实测GNSS三天线匀速测姿算例对本文方法进行验证,结果表明,该文方法优于动态参考站差分(MBD)基线姿态直接解法,对于复杂海洋环境船姿测量具有一定的参考价值。     

基于精密单点定位的GNSS时间同步方法研究

高精度时间服务是国家综合PNT(positioning,navigation,timing)体系的重要组成部分,在国防军事、移动通信、天文观测等领域中发挥着重要作用。论文采用全球导航卫星系统GNSS授时的方式,提出了一种基于精密单点定位(PPP)技术的时间同步方法。该方法根据PPP时间传递结果驾驭本地时钟,使本地时钟所表示的本地时间与基准时间同步,可以达到亚纳秒级的时间同步精度,并且具备全天候、全覆盖、高精度、低成本等优点。     

Multipath detection based on single orthogonal dual linear polarized GNSS antenna

GPS Solutions - Based on the polarization difference between the multipath and the line-of-sight (LOS) signal, a method for multipath detection using a single antenna is proposed. The antenna has...     

CNS+GNSS+INS船载高精度实时定位定姿算法改进研究

天文导航(CNS)、卫星导航(GNSS)和惯性导航(INS) 3种系统组合可提供高精度的定位定姿结果。实际工程中因INS长时间误差累积,以及系统硬件传输存在不可忽略的时间延迟,导致INS提供给CNS的预报粗姿态误差较大,恶劣海况下难以保障快速搜星,造成天文导航可靠性下降、姿态测量精度较低的问题。为此,本文提出了一种CNS+GNSS+INS高精度信息融合实时定位定姿框架,引入了等角速度外推措施,有效地解决了惯导信息延迟问题。通过高精度转台模拟恶劣海况下载体大角速度摇摆,验证了本文提出的改进算法的有效性。试验结果表明,该算法架构简单,性能可靠,显著提高了恶劣环境下星敏感器的快速、准确搜星能力,保障了三组合姿态测量的精度和可用性。     

Testing of a new single-frequency GNSS carrier phase attitude determination method: land,ship and aircraft experiments

Global navigation satellite system (GNSS) ambiguity resolution is the process of resolving the unknown cycle ambiguities of the carrier phase data as integers. The sole purpose of ambiguity resolution is to use the integer ambiguity constraints as a means of improving significantly on the precision of the remaining GNSS model parameters. In this contribution, we consider the problem of ambiguity resolution for GNSS attitude determination. We analyse the performance of a new ambiguity resolution method for GNSS attitude determination. As it will be shown, this method provides a numerically efficient, highly reliable and robust solution of the nonlinearly constrained integer least-squares GNSS compass estimators. The analyses have been done by means of a unique set of extensive experimental tests, using simulated as well as actual GNSS data and using receivers of different manufacturers and type as well as different platforms. The executed field tests cover two static land experiments, one in the Netherlands and one in Australia, and two dynamic experiments, a low-dynamics vessel experiment and high-dynamics aircraft experiment. In our analyses, we focus on stand-alone, unaided, single-frequency, single-epoch attitude determination, as this is the most challenging case of GNSS compass processing.