北斗卫星导航系统在河南精准农业中的应用探讨

精准农业是当今世界农业发展的新潮流,在精准农业生产中离不开定位信息,随着我国北斗卫星导航系统的民用推广,结合我省北斗卫星导航基准站建设的现状,研究北斗卫星导航系统在我省精准农业上的应用和发展方向。      

北斗船舶航线监管平台系统设计与实现

针对目前对海上船舶采用传统手段进行监管存在盲区及资费昂贵的痛点,利用北斗卫星导航系统所具有的定位、测速、授时,及其北斗一代所特有的短报文双向通信及功能,设计了一套北斗船舶航线监管平台系统,并将它应用于武汉市港航局所辖的船舶航线的监管工作中。结果证明,该系统在不依赖其它通信技术手段前提下,能够实现船舶实时定位、测速、精密授时、船舶之间、以及船舶与监控中心和授权手机短报文双向通信。另外,还具有防撞报警、航迹偏差告警等功能,以及全天候、无盲区、低资费、高可靠的优势,有较大的实用价值。      

基于北斗卫星通信的波浪能监控系统设计与应用

波浪能发电已成为缓解能源危机的有效手段之一。然而波浪能发电功率低,发电系统不稳定,因此对波浪能发电装置的位置及运行状况监控极其重要。本文利用北斗卫星的双向通信,设计了一种监控系统,监测波浪发电系统运行情况,并将信息转至远程监控中心,便于远程监控。实验结果表明,该监控系统能够起到监控作用,优化输出功率。      

三次样条在北斗卫星轨道插值中的应用

本文选用三次样条函数对北斗高轨卫星的轨道数据进行插值计算,结果表明,三次样条函数基本没有龙格现象,但插值模型中含有明显的随机性系统差,因此本文采用附加系统差的最小二乘配置,对三次样条的插值结果进行处理,使精度提高了10倍左右。      

基于北斗的低成本无人机倾斜摄影系统的设计与实现

微小型的低成本无人机具有起降场地限制小、运输方便、及成本相对低廉的特点,在小范围及分散的区域摄影测量工作中得到广泛应用,但低成本无人机在定位精度、续航航程、成像载荷选择等诸多方面需要进行取舍与妥协。因此需要提升低成本无人机的拍摄作业效率,构建一种低成本固定翼无人机,利用北斗／GPS组合定位增加高仰角卫星数,减少姿态角变化导致的定位精度下降;采用两个运动摄像头同步拍摄作为成像载荷;整套系统成本控制在一万以内。根据试验航程时间及试验后电池剩余电量的估算,机体作业飞行时间约1小时30 min,作业航程约70 km.      

北斗新一代试验星观测数据质量分析

5颗北斗新一代试验星搭载了包括B1C、B2a和B2b的诸多新体制民用信号,并且为了与北斗区域系统平稳过渡而搭载了B1I和B3I两个旧体制信号。采集了来自国内的6个监测站7 d的试验星观测数据,针对信号载噪比和码伪距多路径偏差分析了新一代试验星观测数据质量。结果表明,新一代试验星信号的各项指标整体较北斗区域系统卫星更好。前者载噪比较高,虽然仍发现了部分测站数据微小的多路径波动,但通过实时相位平滑伪距的方法可以很好地消除之;新一代试验星上B3I与B1I频点的载噪比最大,B2a和B2b次之,B1C的载噪比最小,且不同测站的观测结果存在明显差异;新一代试验星各频点的MP基本相同,但B2a、B2b和B3I频点MP的RMS明显小于B1I和B1C频点的结果。     

圆周移位在伪码补零BDS信号捕获算法中的应用

D1导航电文中加入了NH码,且D2导航电文的速率也比GPS信号的快很多,使得BDS的信号结构增加了捕获难度。采用伪码补零的方法可以对BDS信号进行有效捕获,但是该方法积分时间较长导致捕获耗时变长。本文提出了一种基于圆周移位的改进伪码补零算法,将搜索中复杂的载波剥离运算用计算量很小的频谱序列的搬移操作来代替,使算法复杂度大幅下降。试验结果表明,该方法可以有效减少运算量和捕获耗时。     

基于GPS\BD2组合的车载导航系统性能分析

中国独立发展的北斗系统已经具备亚太地区的定位导航能力,为研究以北斗系统为主的车载导航技术的应用精度,采用伪距单点定位的方法分别对车载GPS,BD2,GPS\BD2 3种导航模式下的二维导航精度进行对比分析,结果显示定位精度分别为:3.66m,4.76 m,3.01 m,可以看出基于单点定位的北斗二维平面导航精度已达到5 m内,完全满足大众日常的出行要求。组合系统与GPS导航系统对比,组合系统具有更高的精度,是较好的导航模式。并基于visual studio平台编写定位软件,实现对车辆位置和速度信息的提取,监控车辆是否超速。     

北斗伪距单点定位的随机模型影响评估

北斗卫星导航系统包含3种不同类型的空间星座,相对应卫星的高度角存在一定的差异,对北斗卫星单点定位的影响也不同。针对这一问题,研究了等权模型、基于卫星高度角和信噪比的北斗卫星观测量随机模型确定方法。利用MGEX站提供的观测数据,通过比较不同模型的实验结果表明:相对于等权模型,基于卫星高度角和信噪比定权模型可以提高单点定位的精度,并且信噪比模型优于高度角模型;在基于信噪比确定权阵的随机模型中,选择不同的参数,对解算结果精度会产生相应的影响。     

基于北斗的燃气车辆监管系统

采用北斗导航终端,基于百度地图API,研发了燃气车辆监管原型系统,该系统能够实现车辆的分配调度、实时监控,行驶轨迹回放、电子围栏报警等功能,解决了业务车辆的定位和监管难题,并实现了与公司应急抢修等现有业务系统的对接,为加强公司业务系统的信息化建设提供了保障。