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...     

BDS在电动船智能充电装置中的应用

海上电动船已被普遍应用于海洋科考活动,但其电能的补给多依赖于岸基充电设备和人工回收,补电效率低下. 文中设计了一种以海洋能为能源的电动船智能充电装置,可利用风能、潮流能多能互补模式为水面电动船提供便捷充电. 利用北斗卫星导航系统(BDS)的导航与通信功能实现充电装置的定位,并引导电动船到达充电装置所在海域. 此外,岸基终端通过BDS实现装置工作状态的信息反馈,以获得电动船实时充电状态. 该装置可提高海上电动船电能的补给效率且能量来源清洁.      

基于BDS及InSAR的龙羊峡水电站库区地表形变研究

目前北斗卫星导航系统(BDS)、连续运行参考站系统(CORS)和合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术发展迅猛,前景广阔. 但是利用上述技术监测库区形变研究聚焦点是人工建筑,并未验证BDS的可用性,也未融合CORS技术的优势. 针对此问题,结合BDS和CORS高时间分辨率,InSAR高空间分辨率的优势,以龙羊峡库区为研究区域探索合适的结合监测方案. 研究结果表明:龙羊峡库区在研究时期内存在大面积的地表形变区,最大沉降速率52.48 mm/a;最大抬升速率43.60 mm/a;以全球卫星导航系统(GNSS)静态解算成果为参考值进行验证,BDS实时动态(RTK)差分监测成果的精度为7.1 mm,InSAR监测成果的精度为4.4 mm,均满足形变监测的精度要求;采用InSAR进行大面积形变区筛选,再结合CORS利用BDS进行重点区域实时动态差分监测的模式对水库全方位形变监测是可行的.      

BDS不同服务体制下授时模型差异研究

随着北斗卫星导航系统(BDS)的全球组网发射完成,BDS逐步实现了向全球用户提供基本导航（卫星无线电导航业务(RNSS)、向中国及周边区域用户提供区域短报文通信（卫星无线电测定业务(RDSS)、星基增强(SBAS)等服务的“三步走”规划．为研究BDS不同服务体制下的授时差异,本文从时空基准、授时精度检核、设备时延、卫星健康状态等方面,分析了基于已知位置的BDS RDSS单／双向授时、RNSS单／双频授时及SBAS单频授时模型差异,并给出了基于本文授时模型下的BDS不同体制授时精度,以为利用BDS进行授时服务的用户机研制、生产、测试和检验提供参考.      

改进中位数方法的BDS卫星钟差数据预处理策略

针对卫星钟差数据中会经常出现粗差等数据异常的问题,该文提出了一种基于改进的中位数(MAD)方法的北斗卫星钟差数据预处理策略。该策略首先对长时间段卫星钟差数据的非空数据进行提取,然后将提取的非空数据转换为对应的频率数据,用改进的MAD方法进行处理,在此基础上再对长时间段的卫星钟差数据基于每天的数据采用改进的MAD方法进行再次预处理。通过对北斗卫星1a钟差数据的预处理,从钟差序列本身及其对应的频率序列和钟差的拟合残差3个方面对所提预处理策略进行了验证。实验表明,此策略能够有效地识别并处理北斗卫星钟差数据中的异常值。     

GPS/BDS组合实时动态精密单点定位

针对常规模式下。单系统实时精密单点定位精度受接收机环境和可视卫星数量影响严重等问题,研究了GPS/BDS双系统实时精密单点定位,采用非差无电离层组合载波和伪距观测值,详细推论了Kalman滤波参数估计方法的基本原理,并利用其进行参数估计,最后通过IGS站和实测数据进行了实时PPP实验,实验表明:GPS/BDS双系统定位模式较GPS单系统有明显改善,在E、N、U方向收敛后RMS值分别达到0.125 m、0.117 m、0.289 m,较单系统在各方向分别改善了11.9%、18.1%、22.5%。证明了GPS/BDS实时PPP能够达到分米级到厘米级定位精度。     

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.     

基于BDS的毫米级基坑围墙位移监测及告警系统

针对建筑基坑围墙及基坑边坡在建筑物施工过程中发生水平位移和沉降造成安全隐患问题,设计了一种基坑围墙位移监测系统,利用测点定时采集北斗卫星导航系统 (BDS)观测数据,在服务器上结合参考站数据顺序对各个监测点位移监测数据进行处理,最后用休哈特均值控制图,当测点位移量超过阈值时系统发出告警,测点每60 min给出一组测量值,准静态实际测试结果表明:系统能够实现基坑围墙测点东(E)方向为5 mm;北(N)方向为4 mm;天顶(U)方向为9 mm的监测水平.      

固体潮对BDS精密单点定位的影响研究

针对在精密单点定位中固体潮引起的测站位移直接影响精密单点定位精度的问题,该文在全球范围内选取了66个IGS测站,对其2020年第245～274天连续30 d的观测数据进行了处理和计算,研究分析了固体潮对BDS-2、BDS-3和BDS-2+3精密单点定位精度的影响.结果 表明:固体潮对BDS-2、BDS-3和BDS-2+...     

GPS/Galileo/BDS三系统全频率PPP-AR性能分析

相位偏差的精确估计是实现精密单点定位(precise point positioning,PPP)非差模糊度固定(ambiguity resolution,AR)的重要前提,但当前国际GNSS服务(International GNSS Service,IGS)分析中心(analysis center,AC)提供的相位偏差产品频率组合有限,使PPP-AR用户也只能使用相应频率的观测值,浪费了多频率的GNSS观测值.为了实现基于任意GNSS频率选择和观测值组合灵活实现PPP-AR (即全频率PPP-AR),我们针对全球均匀分布的100多个IGS测站1周的静态观测数据,估算全频率可观测相位偏差(observable specific signal bias,OSB),并使用开源PRIDE PPP-AR软件,进行静态PPP实验.结果表明：伪距和相位OSB产品的平均标准差分别是0.25 ns和0.34 ns,满足PPP模糊度固定的需求. Galileo、北斗三号(BeiDou-3 Navigation Satellite System,BDS-3)频率自由组合时的平均模糊度固定率分别为(98.2...     

基于BDS的边坡监测智能预警系统的设计与实现

传统的边坡监测技术有着自动化程度低、警情上报慢和响应时间长等不足,为了克服传统技术的缺点,提出一种基于北斗卫星导航系统(BDS)的边坡监测智能预警系统.该系统搭配目前主流的高精度接收机,其平面和高程监测精度均能达到毫米级;在灾情判断方面,结合了传统的点位稳定性分析方法和目前较新的图像移动判别技术,使得灾情的误报率进一步降低;本系统集合了数据处理、数据存储、数据分析、信息管理、灾害预警和跨平台信息发送等功能,一体化、自动化和智能化程度高.经过一段时间的实践证明,该系统运行正常,能有效减轻管理者的工作负担,具有一定的推广价值.     

基于BDS PPP技术的超高层建筑变形监测

超高层建筑变形监测是后续超高层建筑维护与修缮的重要内容．目前我国北斗卫星导航系统（BDS）已被广泛应用于建筑物的变形监测,本文利用BDS精密单点定位技术(PPP),根据高频超高层建筑BDS变形监测数据,以静态网解算三维坐标为基准,分析超高层建筑复杂环境下BDS数据质量、PPP定位精度以及超高层变形趋势．研究结果表明,在监测时间段内,BDS卫星数多于GPS,空间几何分布精度略低于GPS,观测时间达1 h以上开始收敛,水平向定位精度可以达到1 cm,竖直向定位精度可以达到2 cm,能满足超高层建筑变形监测的精度要求,可为今后的超高层建筑变形监测提供一种新的技术手段．      

基于BDS的水质检测仿生鱼控制系统设计

随着工业技术和机器人技术的高度发展,基于仿生学原理的机器人研究成为热点,仿生机器鱼作为一种水下航行器引起了许多科研工作者的兴趣.2020年,北斗卫星导航系统（BDS）全球组网新时代开启,本文针对定时定点采集水质数据耗费人力物力的问题,提出一种基于BDS的仿生鱼控制系统,实现对水质的远程检测,该仿生鱼系统由嵌入式控制板STM32作为主控制器,负责接收各类传感器的数据并且处理,基于BDS定位、导航、授时和双向短报文通信功能,实现仿生鱼自主游动、避障、定深水质检测和将数据实时传输到远程监控端等功能.该设计可以提高工作效率,具有较好的应用前景.      

BDS轨道完备性监测设计与实现

针对北斗卫星导航系统(BDS)完备性研究较少的现状,该文提出了一种导航星历中轨道观测数据的完备性监测新方法。采用轨道积分方法分析了北斗卫星的轨道残差均方根值;通过概率统计的方法,分别计算所有北斗卫星的轨道残差极限误差值(告警限差),剔除误差超限甚至粗差卫星,实现事后轨道完备性监测。另外通过比较分析剔除监测标记出的误差卫星之前和之后对测站精密单点定位的影响,验证完备性的风险性。最后通过实测数据对该算法进行了验证和分析。实验结果表明:该算法可以实现卫星轨道的监测示警,标记误差卫星,达到轨道完备性监测效果。     

基于测量机器人的自动化变形监测系统设计与实现

针对目前水利、交通、建筑等行业大型工程对自动化变形监测的需求,利用测量机器人能自动完成目标精确照准、读数的特点,研发基于测量机器人的自动化变形监测系统。文中详细介绍自动化监测系统的组成、功能模块以及工作流程,通过工程测试验证该系统架构和相关技术的可行性。     

基于机器视觉的水域远程监测应用系统方案设计

针对水面污染区域的识别及快速测量,通过电子测量手段和图像甄别方法,提出了一种高精度的水面污染面积测量方案,以满足水域管理和监测盲点污染需求。根据机器视觉的单目视觉测距原理,采用无人机航拍为该测量过程提供相应参数及污染区域方位信息。系统通过图像分割与堆叠技术对拍摄图片中油污染区域特征进行人工圈定边界识别,利用适用于该面积测量的视觉图像处理方法,设计了水面污染面积测量的人机交互,实现对污染区域面积进行实时或后期测量。试验结果表明,通过无人机实际飞控测量及软件处理,为水域管理提供有效依据,模拟水面污染面积测量精度为10^-3 m²,测量相对误差低于5%,垂直拍摄平均相对误差低于1.3%。     

基于空间电离层环境层析成像测量仪的地震电离层扰动监测系统设计

为了更好地开展地震电离层扰动监测和异常信息提取研究,基于空间电离层环境层析成像测量仪研制了地震电离层扰动监测系统,包括小区域监测站网和监测软件系统.?该监测系统产出空间分辨率1°×1°的电离层总电子含量(TEC)、F2层最大电子密度(NmF2)和F2层峰值电子密度对应高度(hmF2)二维分布图,对扰动异常超过10％的事...     

客户端回调技术在WebGIS监控系统开发中的应用

将WebGIS技术引入在线监控领域,充分发挥WebGIS图形化的信息发布和检索功能,实现监测数据的实时显示与分析,将极大地提高在线监控系统的直观性与便捷性,但缘于WebGIS系统自身实现机理的原因,以及外部网络环境的限制,当前基于WebGIS平台的应用系统都无法实现真正的在线监控功能。作者在深入分析WebGIS的优劣势之后,将客户端回调技术引入WebGIS监控系统开发中,并以北京市朝阳区环境污染在线监控系统为例,搭建出了一套完善、高效的信息发布平台,实现了污染源信息的空间可视化。该系统可以高效便捷地实现污染源在线监控、数据统计与分析,可为污染治理、突发事件应急处理提供科学的决策依据。本文提供的Web-GIS在线监控系统设计思路与实现方法,为污染源监控、矿山安全、海洋监测等诸多领域的应用系统研发提供了参考,有一定的应用和推广价值。     

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.