北斗语音通信设计与实现

提出一种基于语音压缩技术,可利用北斗系统进行语音通信的新型北斗用户机设计方案。这是一种北斗用户机的全新应用,在原有北斗用户机报文通信功能基础上实现语音通信。该设计丰富了北斗系统的应用领域,使北斗用户机有了更为广泛的应用前景。     

北斗导航信号源发展现状分析

北斗导航信号源是检测北斗用户机性能的重要测试设备,它通过仿真卫星星座、卫星星钟、电离层等环境效应、用户轨迹等来模拟再现北斗导航卫星信号。分析了国内外导航信号源的发展现状以及信号源的功能特点,指出未来导航信号源的发展趋势。     

北斗卫星导航系统在近海无人水下航行器路径跟踪方面的应用

针对无人水下航行器(UUV)沿给定路径航行时会出现各种偏差的问题,设计了一款运用高性能STM32单片机与UM220-ⅣN定位模块搭建的导航定位分系统.将其应用于UUV特定的路径跟踪方面,通过单片机将北斗定位模块采集到的UUV位置坐标、航速航向等数据发送到上位机,上位机将其与给定跟踪路径数据进行对比,计算路径偏差并通过单...     

一种个性化游览线路实时生成方法

针对目前众多旅游线路规划方法中存在的规划目标单一、非实时计算等问题,该文提出了一种用户自定义路线的实时生成算法。此算法将线路规划问题转化为基于无向图的GIS网络分析问题。首先,结合用户需求,将游览兴趣点的选取问题转化为0-1规划问题,借助贪心策略,确定最佳游览兴趣点集;其次,结合基础地理底图矢量数据,利用Dijkstra算法求解包含最佳游览兴趣点和路网节点间的最短路径,以此为约束,实施模拟退火算法;最后,优化兴趣点间的最佳游览次序,实现整体游览路径的规划。该算法已应用于2014年青岛世界园艺博览会,可根据用户自定义的游园参数,实时且高效地生成个性化的游园线路。     

顾及轨迹压缩的车辆路径查询算法

基于位置服务技术的迅猛发展,产生了巨量车辆轨迹数据。为了有效压缩并查询大规模车辆轨迹数据,本文提出一种面向压缩车辆轨迹的路径空间查询算法。本文算法基于Stroke道路层次结构压缩轨迹空间数据,提取关键变速点压缩轨迹时间数据,并构建了一种用于建立轨迹空间和时间数据之间联系的哈希编码,从而实现车辆轨迹的时空数据集成压缩。利用后缀数组对车辆轨迹的基于Stroke路段的压缩编码构建空间索引结构,再以此为基础,设计了车辆轨迹所对应路径的点信息查询算法、相同子路径查询算法和相似路径查询算法。试验结果表明,针对原始轨迹点空间数据,本文的压缩编码方法压缩比可以达到97∶1,与常规的基于路段编码方式相比,本文压缩编码在车辆轨迹的点信息路径查询方面,查询效率可以提升约2倍;在车辆轨迹的相同子路径查询方面,查询效率可以提升约8倍;在车辆轨迹的相似路径查询方面,查询耗时增长率减少了50%。本文算法对于大规模车辆轨迹的数据管理具有十分重要的基础性作用。     

基于BDS的USV路径规划研究

介绍了一种基于MATLAB／BDS的水面无人船(USV)整体系统设计．为了使USV在自主路径规划上运动更加精确,USV通过无线通讯模块与上位机交流,将北斗卫星导航系统(BDS)发送的位置数据信息与MATLAB规划路径结合起来,通过上位机软件规划处理,规划出精准的运动轨迹,同时将控制信息发送给USV,由嵌入式控制板STM32操纵整个船体运行．试验将真实测试数据、MATLAB规划的路径数据、BDS规划的路径数据、以及两方整合数据相比较,结果表明:基于MATLAB／BDS路径规划的偏差有明显降低,为提高路径规划的准确性提供可行性办法.      

区域电离层建模的单频伪距定位验证

针对电离层单层模型无法满足单频用户定位精度要求的问题,该文建立了区域电离层斜路径模型和单星多项式函数模型。基于河北省区域CORS站的实验结果表明:该文建立的区域电离层模型的拟合精度比CODE中心的格网电离层模型提高了近80%。并将其应用于北斗、GPS单频伪距单点定位,得出北斗的单点定位高程和平面定位精度分别优于3和2m,GPS的单点定位高程和平面定位精度分别优于1.5和1m;相对于CODE,GPS和北斗在平面及高程方向的定位精度均提高了50%左右。结果证明,采用斜路径电离层模型和多项式函数模型,可以较好地反映区域电离层的精细结构。     

空间认知驱动的自适应路径引导

为了生成符合人们认知习惯、反映用户空间知识并易于利用自然语言表达的路径引导, 提出了一个将路径抽象为一系列结构统一、具有时序性和多粒度性且可以被加工为指导用户沿路径前进的短语或句子的指示单元的表达框架,并说明了利用环境结构、路径特征、先验知识等上下文因素生成多粒度的指示单元, 从中选择最合适的指示单元, 进而实现自适应路径引导的方法。通过与传统的采用“Distance-to-Turn”模式的路径引导进行对比可以发现, 基于空间认知的自适应路径引导更加符合人们描述路径的方式, 能够降低用户的认知压力并提高导航的效率。     

北斗CNSS用户机的应用与发展

随着我国北斗导航卫星系统全球无源定位阶段的组网进程,其用户机的研究、生产和应用正在由一代向二代过渡。对主要类型用户机及其OEM产品的有源、无源定位通信原理,性能参数,及新一代用户机相关的技术问题和研究方向进行了简要论述。     

面向越野路径规划的多层次六角格网通行模型EI北大核心CSCD

针对大规模越野环境中规划路径效率低下的问题,本文提出了一种面向越野路径规划的多层次六角格网通行模型,该模型能在缩减格网数据规模、保持规划路径合理性的同时,提升路径规划算法的执行效率。本文首先以六角格网单元为基础,设计通行能力量化规则,赋予每个格网相应的通行能力,构建普通六角格网通行模型;然后,建立多层次格网压缩规则,对通行模型中通行能力相似的邻接格网进行合并及重构格网邻接关系,生成含有不同层次格网的通行模型;最后,针对本文提出的多层次六角格网通行模型,设计了考虑坡度和地表覆盖要素的启发函数,进一步对A*路径规划算法进行了优化。试验表明,本文提出的多层次六角格网通行模型相较于普通六角格网通行模型,格网数量缩减了53.75%,路径规划所需时间降低了57%。     

北斗RDSS用户机测试系统指标监测校准方案设计

北斗卫星无线电测定业务(RDSS)用户机是我国北斗卫星导航试验系统的应用终端,测试系统可为用户机研制和使用提供可靠保障。鉴于RDSS体制的特殊性,测试系统的重要性能指标包括:用户机入站信号测量指标、用户机时延测量指标、以及用户机测试系统出站信号。为确保测试系统测试标准的统一,需要对测试系统的这些指标进行监测和校准。通过对普通用户机提出技术改进设计,为测试系统校准提供可行性方案,实现测试系统指标向标准测试仪器的溯源。     

CNMC方法改进北斗/伪卫星协同定位精度分析

目前北斗卫星导航系统在轨卫星数量有限,在山坳及高楼林立的"城市峡谷"等特殊环境中,卫星信号易受遮挡造成用户定位精度降低或中断用户定位的连续性,通过加入伪卫星可有效减弱用户可见北斗卫星数目不足的问题。在北斗卫星和伪卫星协同定位中,需要正确处理北斗卫星和伪卫星伪距观测值中的多路径,以获取更好的定位精度。目前CNMC方法可有效减弱北斗卫星伪距观测值中的多路径影响,但由于信号传播路径不同所导致的观测误差特性不同,该方法不能直接应用于伪卫星的伪距数据处理中。针对伪卫星多路径处理问题,本文对CNMC方法进行了改进。在实际伪卫星试验场中进行了北斗/伪卫星动态协同定位试验,结果表明:使用CNMC方法对北斗卫星和地面伪卫星的伪距观测值处理后,三维定位精度由2.326m改进到了1.936m,定位稳定性也得到提升。     

基于先验知识的GIS路径寻优算法

针对地理信息系统中特定的两点路径寻优问题,提出了一种基于先验知识的快速搜索算法。该算法模拟人脑寻找路径的思维过程,首先针对实际问题建立先验知识库,在路径搜索过程中,利用知识库中的信息剪去不可能的搜索路径,构造出简化的查询树,从而大大提高最优路径的搜索速度。     

“北斗一号”如何定位

北京时间2003年5月25日零时34分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭,成功地将第三颗“北斗一号”导航定位卫星送入太空。它与2000年发射升空的前两颗“北斗一号”工作卫星组成了完整的卫星导航定位系统。“北斗一号”3颗卫星位于高度近3.6万公里的地球同步轨道,其定位原理是由用户先发射需要定位的信号,通过卫星转发至地面控制中心,地面控制中心根据卫星信号和用户信号解算出用户位置后再通过卫星转发给用户。与GPS和GLONASS相比“北斗一号”导航定位系统观测量的取得及定位解算均在地面中心站进行,卫星和用户机需具有转…     

一种北斗网络模拟器的设计

北斗卫星导航系统的定位导航和通信能力在指挥信息系统中得到了广泛应用和推广,但在指挥信息系统的研制、联试以及部队模拟训练过程中,往往依赖于北斗设备。授权北斗用户过程周期长,过程复杂,给各项科研生产、训练活动带来诸多不便。为能够减少对北斗设备的依赖,针对现有北斗导航模拟系统未涉及到通信部分的现象,提出了一种北斗网通信模拟器的设计方法,对北斗卫星导航系统定位、通信原理及能力进行模拟。通过使用QT开发工具,开发了一套可提供应用系统间北斗报文通信的北斗模拟器。经过与现役系统的联试联调,证明了方法可行,达到预期设计,模拟器能够为信息系统研制、联试、模拟训练提供基础支撑。     

4G对北斗RDSS系统的干扰分析及应对策略

针对4G系统对北斗系统无线电测定业务(RDSS)产生的邻频干扰问题,提出了一种基于整机模块分解的影响分析方法,从理论上归纳出用户机抑制带外干扰的主要技术措施,两个关键指标是有效带宽和处理增益,主要模块是射频模块(RF).根据理论分析,设计了不同参数的射频通道,并在测试平台上验证了各射频通道的带外抑制能力,分析了测试结果的规律性和差异性.研究成果可为北斗系统与4G系统兼容共存提供技术基础.     

六角网格条件下基于CA的最短路径分析

元胞自动机CA的空间网格常采用四边形网格,很少采用六角网格.本文对原始矢量道路进行压缩后,在六角网格地形量化研究基础上克服六角网格显示和表达的缺点,制定了六角网格道路量化规则并生成了六角网格数据;依据该数据,构建了以六角网格为空间网格的元胞自动机模型;基于该模型求解了栅格数据形式下的最短路径分析问题;并与相同环境下A*算法路径搜索进行了简单比较,为兵棋推演系统或其他模拟仿真中的GIS空间分析和应用提供参考和解决方案.     

北斗电离层模型改正精度分析

电离层误差是影响单频用户机定位精度的主要误差源。卫星导航系统播发电离层模型改正参数供用户使用,模型改正精度会对定位结果产生直接影响。北斗卫星导航系统根据连续监测站实测数据,计算并发播地理坐标系下8参数Klobuchar电离层模型参数,且每2 h更新一次。为了科学评估北斗电离层模型改正效果,文中基于北斗最新观测数据,首先,以CODE提供的GIM模型作为比对基准,详细分析了不同纬度地区、不同时间段内的电离层模型改正精度;其次,分别按照以下定位模式进行计算:1)北斗单频不加电离层改正,2)北斗单频+北斗K8模型,3)北斗单频+GPS K8模型,并分析了电离层改正残差对定位结果影响大小。结果表明,北斗电离层模型改正精度在北半球优于南半球,中纬度地区改正效果最好,其改正残差RMS均值在0.6 m左右,往低纬和高纬度地区呈递减趋势;北京地区北斗单频+北斗K8模型定位精度优于GPS K8模型。     

北斗三号实时轨道改正数生成及服务性能分析

随着用户对高精度实时定位需求的提高,实时轨道已逐渐成为北斗系统应用服务的关键。为对北斗三号卫星实时轨道改正数生成和服务性能进行系统研究和分析,进而为系统服务和用户应用提供参考和依据,设计了实时精密定轨策略,提出了实时轨道改正数生成和恢复算法,统计分析了状态空间表示(state space representation, SSR)信息在有效期内的精度损失,研究讨论了SSR信息的有效服务时长。实验结果表明,北斗三号卫星实时轨道平均精度约为112 mm,生成的30 s更新频率的SSR信息在一个有效期的最大精度损失约为11 mm,在有效期之后25个历元(12.5 min)的平均精度损失超过0.5 m,不再具有使用价值。     

基于PXIe总线架构的GPS导航信号模拟源设计及实现

卫星导航信号模拟源为用户终端设备的设计、验证、测试提供输入信号源,是用户终端设备研发和卫星导航信号系统验证的重要工具.早期的射频合成技术产生的信号的精度和通道一致性较差,随后的模拟中频合成技术存在通道间偏差的问题,而目前常用的数字中频合成技术存在相位抖动问题,所以本文基于PXI Express(PXIe)总线的软件无线电架构,设计并实现了一款采用数字基带合成技术的软硬件结合模拟源.模拟源上位机数学仿真软件采用图形化编程语言LABVIEW开发,实现简单,开发效率高,最终生成数字基带合成信号;模拟源硬件则使用美国国家仪器公司(NI)模块化的虚拟仪器,接收并处理上位机产生的数字基带合成信号,最终产生用户终端设备可以接收的全球定位系统(GPS)射频信号.利用频谱分析仪观察模拟源输出信号的频率和带宽,验证了GPS模拟源仿真信号的正确性;利用商用接收机进行定位解算,分析静态和动态场景下的信号质量、定位结果及三轴定位误差,验证了GPS模拟源仿真信号的准确性和有效性.