光学天文大地测量技术发展评述

光学天文大地测量技术是大地测量技术的重要组成部分,在早期的天文大地控制网建立、高精度垂线偏差测量、惯性导航设备标校、大尺度工程测量以及军事测绘保障等领域都发挥着重要作用.本文回顾了光学天文大地测量仪器的发展历程,分析了目前主流观测仪器的现状及其特点,比较了不同观测仪器之间的优劣;总结了光学天文大地测量理论及其发展,介绍...     

数字天顶摄影天文定位测量的工程实现

实现天文大地定位测量仪器的自动化观测,特别是消除传统天文大地测量人仪差影响的全自动测量,一直是我国天文大地测量工作者追求的目标。采用当今先进的恒星CCD成像技术、精密倾斜测量技术、计算机技术等研制而成的一种用于地面点精密天文定位的数字式测量设备,很好地解决了这一问题。本文论述了数字天顶摄影天文定位测量的基本原理,提出了数字天顶摄影天文定位测量仪器旋转轴方向天文坐标解算的技术途径。通过天顶摄影定位测量原理样机研制的工程实践,验证了该技术方法的可行性和正确性。     

CCD数字摄影在天文定位测量中的应用探讨

随着微电子技术的发展，CCD图像传感器的应用领域不断扩展，目前，已逐步应用于天文观测。本文研究了CCD数字摄影在天文定位中的坐标系统，初步探讨了CCD天文定位的基本原理和其应用特点，想必在不久的将来，该技术会应用于我国天文测量，告别过去经典天文观测费时费力的模式，大大提高作业效率和观测精度，使摄影天文定位数字化成为可能。     

几种开源精密单点定位软件算法研究与精度分析

从全球范围分布的IGS站中选取7个测站的观测数据,利用RTKLIB、PPPH和GAMP 3种开源精密单点定位软件分别进行静态PPP(precise point positioning)和模拟动态PPP解算,解算的坐标结果与SOPAC进行比较,天顶对流层延迟(zenith tropospheric delay,ZTD)与利用BERNESE 5.0解算的5 min ZTD进行比较,并分别统计了收敛时间,结果表明:①在静态和动态PPP中,三者水平方向RMS(root mean square)分别均优于2 cm和5 cm,在高程方向精度有一定差异.②利用3种软件进行静态PPP解算均可得到厘米级对流层解算精度,GAMP与RTKLIB的解算结果与BERNESE解算结果差异在1 cm左右,与PPPH的差异在2 cm左右.③三者解算的收敛时间相当,静态PPP中收敛时间在6～56 min之间,动态PPP中收敛时间在9～116 min之间,部分测站PPPH解算的收敛时间较长.     

改进加权距离定位算法在室内定位中的应用

基于RSSI(Received Signal Strength Indication)的距离测量技术是一种新型低成本的距离测量技术,并且在距离定位的领域中得到广泛的运用。针对常规的Zigbee指纹定位的加权最邻近定位算法较为复杂且精度低下的问题,该文对基于RSSI的Zigbee指纹数据库定位算法中加权最邻近算法进行了研究,提出了利用一种新的加权距离定位算法,并且使用Zigbee无线网络系统进行实验。结果表明,使用加权定位算法后,与常规的3种定位算法相比,Zigbee定位系统的定位偏差得到一定程度的提高且优于1.57m。     

轨道改进在高精度GPS动态定位中的应用

本文主要研究在ＧＰＳ高精度动态定位中进行轨道改进的方法，即初始化模型法和短弧轨道改进法。前者适用于实时动态定位，后者只能用于事后动态定位数据处理。文中给出了用初始化模型法处理一个实际空中动态定位结果的例子，通过计算表明，利用本文的方法，可以提高动态定位的精度，尤其是高程分量的精度。当不久的将来，广播星历精度进一步降低时，轨道改进是高精度ＧＰＳ动态定位必不可少的方法之一。     

顾及WGDOP的伪距单点定位算法及精度研究

介绍了伪距单点定位的基本算法,给出了相应的改正模型,以及定位精度的比较。通过实例计算,得到伪距单点定位的坐标值,并分析了平差值与已知坐标值的差值,以及模型的误差。结果表明,计算时顾及观测量精度的差异可以进一步提高定位精度。利用组合定位对提高动态导航定位的精度和可靠性具有重要的研究和应用价值。     

顾及WGDOP的伪距单点定位算法及精度研究

重点介绍了伪距单点定位的基本算法,给出了相应的改正模型,以及定位精度的比较。通过实例计算,得到伪距单点定位的坐标值,并分析平差值与已知坐标值的差值,以及模型的误差。结果表明,计算时顾及观测量精度的差异可以进一步提高定位精度。利用组合定位对提高动态导航定位的精度和可靠性具有重要的研究和应用价值。     

X射线脉冲星航天器姿态确定方法研究

本文阐述了利用X射线脉冲星实现航天器姿态确定的成像仪定姿、探测器扫描定姿和垂直双矢量相对定位姿态的3种方法,介绍了其基本原理;分析了3类方法与现有姿态确定方法相比存在的优势;并利用仿真数据分析了垂直双矢量相对定位姿态确定方法;研究了时延测定误差、可观测脉冲星数、脉冲星历表误差等对姿态确定精度的影响,得出了有益的结论.     

基于NLOS抑制的无线定位算法的研究

主要讨论如何抑制由于非视线传输给无线定位带来的精度误差。在无线定位领域中,非视线传输一直是制约定位精度的主要原因。但是,如果采用适当的算法,完全可以将其影响降到最低点。文中给出了一种新的算法,它能很好地抑制NLOS传输带来的不利影响。     

采用GPS精密单点定位技术实时确定舰船位置与姿态

文章采用静态模拟动态的手段,研究基于精密单点定位技术实时确定海上舰船位置和姿态的方法,并分析实时精密单点定位技术的定位定姿精度.研究表明:用精密单点定位技术进行实时动态定位,一般可获得2cm的平面定位精度和4cm左右的高程精度;在动态精密单点定位技术的定位精度一定的情况下,航向角的精度高于横滚角和俯仰角;真实动态观测值的随机误差比静态模拟的大,定位和定姿精度可能会有所降低.     

天文定姿恒星视位置解算及更新算法

恒星视位置为航天器天文定姿提供矢量信息,是星敏感器工作必备数据。针对天基恒星视位置由于受航天器光行差影响,与地心视位置有角秒量级的差别这一问题,该文基于新天文参考框架建立一种实用天基恒星视位置计算模型,该模型可计算恒星的地心视位置和站心视位置。与天文年历恒星视位置对比,赤经的差值在40ms以内,赤纬的差值在120mas以内,验证了模型的准确性。利用STK仿真轨道数据解算站心视位置,通过分析两种视位置差别提出一种定姿跟踪模式下视位置更新算法,该算法一周内精度可保持在0.6″以内。实验表明:视位置计算模型准确性高、速度快,可满足定姿初始捕获时间要求,更新算法长时可靠,提高了定姿的计算效率。     

四元数在GPS船姿测量中的应用

为了对船体姿态进行高精度检测,介绍了四元代数的基础知识和性质及其在GPS船姿测量中的应用,得到了一种更为便捷的解算方法,对保障舰艇武备性能的发挥具有一定实际作用.     

不同卫星天线参数对BDS定轨定位精度的影响

论证了BDS精密单点定位时卫星天线参数与卫星轨道、钟差产品保持一致的必要性。基于4组不同卫星天线参数BDS精密定轨RTN3方向内符合精度,GEO卫星均在9.3、18.6、11.5cm左右,IGSO卫星均在1.7、4.2、2.7cm左右,MEO卫星均在2.1、5.1、4.8cm左右,在R方向的差异小于5mm,在TN方向的差异最大为2.4cm;定轨结果与GFZ的事后精密产品比较,RTN3方向外符合精度差异较明显,排除GEO卫星因定轨策略与GFZ差异较大的因素,IGSO和MEO外符合精度ESA和WHU相近,RTN3方向均在10cm以内,各分量上优于IGS和EST 1~10cm,其中TN方向差异最显著。在保持BDS PPP使用的卫星天线参数与卫星轨道、钟差产品一致的前提下,4组卫星天线参数定位精度相近,其中静态定位最后一个历元水平和高程方向坐标偏差均在5cm以内,动态定位收敛后坐标偏差RMS水平方向在10cm以内、高程方向在15cm以内;使用ESA和WHU天线参数动态定位平均收敛时间在46min左右,IGS和EST天线参数动态定位平均收敛时间在56min左右,略差于基于GFZ事后产品的收敛时间,其平均收敛时间在34min左右。     

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。     

精密单点定位中卫星星历对天顶对流层延迟估计的影响

为了分析不同卫星星历对天顶对流层延迟估计的影响,本文选取不同的卫星星历产品分别进行静态精密单点定位试验,估计天顶对流层延迟,并与IGS发布的天顶对流层延迟产品相比。结果表明,采用最终星历、快速星历和超快星历实测部分时,天顶对流层延迟的平均RMS值分别为4.5mm、4.3mm和4.6mm,估计精度一致。而采用超快星历外推部分时,平均RMS值为6.3mm,估计精度略低。     

鱼眼相机矢量观测检校模型及其应用

提出了一种基于矢量观测的鱼眼相机检校新模型。该模型中的基本观测量不仅包括半视场角,而且包括方位角。在模型中引入罗德里格矩阵,采用3个罗德里格参数表示外方位元素,简化了观测方程的形式及运算。采用实测的星图数据对新模型与基于半视场角约束的检校模型进行比较,结果表明新模型在约束方位角误差方面具有明显的优势,在约束半视场角误差方面略有不足。建议在实际应用中首先采用基于半视场角约束的检校模型确定径向畸变参数,然后再采用新模型求解其他相机参数。     

基于几何约束的GPS测姿系统的原理和实验

详细描述了GPS测姿系统的原理,并给出了一种基于基线长度约束和空间几何约束的最小二乘模糊度搜索算法,并经过静态和动态车载试验证明GPS测姿系统切实可行,在基线长度为3m的条件下,航向角精度优于0.1°。     

GPS多普勒伪距平滑定位与测速方法

针对卫星导航系统受移动载体所处特殊工作环境及状态的影响,导致载波相位观测值发生周跳并引起载波相位平滑伪距产生较大误差的问题,该文提出一种基于高精度且不受周跳影响的多普勒频移观测值对精度相对较低的伪距观测值进行平滑的方法;采用GPS多普勒频移进行伪距平滑,并计算移动载体的位置信息;通过结合求解的位置信息与多普勒频移进一步完成移动载体速度的求取。静、动态实验结果表明:该文提出的多普勒频移平滑伪距算法能够进一步提高载体的定位和测速精度。