基于RTK的测量艇实时姿态模型研究及应用

当前,小艇挂载单波束测深系统实施水深测量时,易受风、流、涌浪等复杂因素影响,导致水深测量精度偏低。为了探究船体姿态对水深测量数据精度影响机理,提升单波束水深测量精度,基于RTK实时测定船体三点的高程,结合小艇姿态改正模型,确定小艇实时姿态、航向、换能器动态吃水及升沉,重算深度及位置。通过在珠江口某海域设置不同姿态场景实测数据,计算实时小艇姿态等数据,分析不同船姿态对测深精度的影响规律,重算了水深及位置数据,有效地提高了单波束水深数据精度。     

四元数卫星姿态产品对BDS PPP的影响

对比不同分析中心发布的BDS姿态模型的差异发现,卫星机动时期不同分析中心发布的卫星偏航角差异可达近180°。进一步对比四元数姿态、模型姿态、名义姿态3种姿态策略对精密单点定位(PPP)中相位缠绕改正及最终定位结果的影响,结果表明,不同的姿态处理模型会带来近1周的相位缠绕改正差异,使用四元数姿态的仿动态PPP定位结果较名义姿态E、N、U方向的RMS分别减小17%、25%、34%,较模型姿态E、N、U方向的RMS分别减小11%、7%、7%。保持分析中心产品的一致性可以提高PPP精度。     

软黏土中吸力锚承载特性离心试验研究

加载倾角和系泊点位置是吸力锚基础最重要的设计要素之一,能够改变锚体的破坏姿态以影响极限承载力。在饱和软黏土地基中选择不同的加载倾角及系泊点位置进行位移控制下的张紧式吸力锚离心模型试验,利用六自由度磁力计装置定量分析了加载倾角和系泊点位置对吸力锚破坏姿态与极限承载力的影响。研究发现,系泊点位置在锚体约2/3高度时,吸力锚发生平动破坏,当加载倾角由35°变化至20°时,在相同的系泊点位置,吸力锚发生后仰破坏,归一化极限承载力稍增大,并且达到极限承载力后仍保持一定的承载力余量;系泊点位置在锚体2/3高度以上时,吸力锚发生前倾破坏,归一化极限承载力降低了25%左右,并且破坏后的承载力余量大大降低。无论破坏模式如何,均未发现锚内土塞与锚有明显分离。     

线阵CCD指向角解算方法的模拟实验研究

本文根据卫星线阵CCD指向角的特点提出简化解算模型,用单位四元数来描述旋转角,以几乎无偏估计作为平差方法。通过一系列模拟实验证实在外方位元素初值比较准确的前提下可以以较高精度求得设计的参数。模拟了不同的姿态稳定度、控制点精度、控制点密度、岭参数及航线长度对解算结果的影响。     

3Dsurs系统激光扫描点的理论精度评定

从理论上详细分析车载式城市信息采集与3维建模系统(3Dsurs系统)激光扫描点的误差来源,误差主要包括GPS接收机天线定位误差、车载平台姿态测量误差、坐标传递误差和扫描仪标定误差,利用误差传播定律严密推导系统的误差影响,分析并评定系统的理论精度。通过理论分析和大量试验计算表明:当车载系统距离扫描立面为50m左右,物方扫描点精度在10cm左右,而距离为100m左右,物方扫描点精度为20cm左右,该精度能够满足1:2000比例尺的测图要求。     

几种机动力建模方法的分析比较

我国COMPASS卫星导航系统利用GEO卫星作为导航星座。由于GEO卫星要进行位置保持及倾角保持,需要定期进行轨道机动,因此,如何实现机动期间的精密定轨及轨道预报是COMPASS导航系统正常运行需要解决的问题。本文利用国内基于C波段转发测距体制获取的实测GEO卫星机动期间测轨数据,分别用常数经验力模型、脉冲经验力模型、脉冲机动力模型、短弧动力学法进行机动期间动力学定轨试验,用轨道重叠弧段法、定轨残差分析法对四种模型轨道确定及预报效果进行评价。结果表明,脉冲力模型具有最好的轨道拟合及轨道预报效果;脉冲机动力模型尽管增加了解算参数,但对预报结果改善有限。     

GPS/INS紧组合导航姿态计算方法选取分析

基于GPS/INS紧组合模式, 研究了方向余弦算法和四元数算法的解算过程, 并通过模拟数据试验, 分析了它们在姿态解算过程中对姿态漂移误差的影响。通过对比可以得出, 四元数法在相同模拟环境和相同解算阶数下, 其姿态解算精度要优于方向余弦算法, 且所用参数和约束方程均少于方向余弦算法。     

Airborne geometry correction method for marine multispectrum data without attitude information

Marine airborne multispectrum scanner (MAMS) onboard the China marine surveillance plane can be used to survey marine environment, resources and disaster and provide the technical support for high-frequency, high-efficiency and high-resolution remote sensing monitoring for the coastal management. MAMS did not have the IMU/POS equipment, so it brought severe challenge for the geometry correction. One airborne geometry correction method is introduced for marine multispectrum data without the attitude information. First, it is the coarse geometry correction, which simulates the roll angle and pitch angle of plane according to the ideal flying model; the second step is the precise geometry correction by using the SPOT orthogonal projected data as the reference of registration, based on maximization of alignment metric method. With the validation, relative error of coarse correction is 81.42 m compared with SPOT data, and 11.3 m for precise correction. This method provides the high precision localization information for the oceanic remote sensing and application, and establishes the foundation for monitoring the marine resource and environment.     

GB-SAR导轨倾角引起的影像坐标投影变换误差分析

依据GB-SAR传感器运行导轨与成像投影面的空间关系,分别推导了导轨中心线俯仰角和横轴侧倾角所引起的成像投影误差的计算公式。计算结果表明,导轨安装定位时产生的俯仰角通常可以忽略不计,而成像投影误差对导轨横轴的侧倾角更为敏感。在GB-SAR连续变形监测应用中,导轨的横向姿态需做严格控制,确保其水平度。     

基于距离和姿态观测量的GNSS基线网平差方法

针对目前单历元算法需要连续观测较长时间才能够得到较为精确的解算结果的问题,利用载具同时架设3台GNSS接收机,获得基线观测量,同时事先精确测定接收机之间的距离,并利用陀螺仪获得载具的姿态角,通过增加距离和姿态观测量,与基线观测量共同进行平差处理,可以得到单历元较为稳定而精确的坐标解算结果。试验表明,平面精度在10 mm以内,高程精度在3 cm以内,相较于不添加距离和姿态观测量的结果精度提高了15%以上。