大气金属层探测卫星研究

75~115 km的大气层中存在Na、Fe、K、Ca等多种金属成分,通常认为这些金属成分来自宇宙尘埃和流星烧蚀的产物。大量宇宙尘埃和流星进入地球大气,会对地球气候有重要影响,大气金属层是宇宙尘埃和流星进入地球大气的示踪物。同时研究表明,大气金属层所在区域的大气对全球气候变化的响应很敏感,是全球气候变化的示踪物。大气金属层物质沉降,是夜光云凝聚核的主要来源,对临近空间飞行器具有重要影响。但目前对75~115 km的大气金属层探测和研究还很不够,为此,本文在国际上首次提出专门针对大气金属层探测的卫星概念。在大气金属层探测卫星中,提出以主动探测技术为主要探测手段的载荷配置,包括星载钠激光雷达、大气激光掩星探测仪、空间微流星体探测仪、星载F-P测风仪、金属层气辉成像仪5种先进载荷。大气金属层探测卫星将能够对大气金属层进行全面探测,并取得重大科学创新成果。     

城市汽车导航中一种改进的D-S证据理论地图匹配算法

车联网中基于D-S证据理论的地图匹配算法,通常考察定位点到候选道路的投影距离和车辆行驶方向与候选道路的角度差这两种证据。目前城市交通网络结构日趋复杂,此算法得到的匹配结果有一定的局限性,匹配精度也无法满足车联网技术的需求。随着GPS等定位设备的不断发展与改进,车辆的行驶速度与定位时间间隔等数据已可以准确获取,在此基础上,本文对车辆的可达性信息进行考察,作为新的证据与传统证据融合后得到的结果进行D-S证据的二次融合。除此之外,本文针对城市环境中不同道路拓扑结构,对传统算法中的位置信息和车辆行驶方向信息的可靠性参数进行仿真训练,得出更为精确的可靠性参数值以供改进的算法使用。通过仿真实验表明,改进后的算法的匹配精度和稳定性得到了极大的提高,可以更好地适用于城市复杂路网中地图匹配的问题。     

地标分层多粒度路径导引描述方法

路径导引是导航与位置服务领域重要研究内容之一。传统依次转弯的方式能够提供陌生环境下的导引信息,但不符合人们的对于熟悉环境下的认知和日常沟通习惯。通过按照地标的显著度进行分层,建立多粒度的路径导引描述信息,则更符合由概略到详细的空间认知规律。本文提出基于分层地标的多粒度路径导引描述方法,该方法通过计算导航地标显著度构建多层加权Voronoi图,结合路径计算结果生成多粒度的路径导引描述信息。设计试验表明基于分层地标的多粒度路径导引描述与行走试验及本地人(出租车司机)行进体验抽样问答的结果基本一致。     

基于嵌入式开发的便携式水域测量系统

基于水下地形测量原理,通过设计全新的船体结构和双动力系统,加载船载的GPS RTK和测深仪,完成了测量船的基本制造装配。通过开发岸基控制模块自动导航软件及基于嵌入式的船载控制模块,实现了遥控测量船的水下地形数据采集和远程控制功能。     

对影像导航的认识与思考

影像导航是新一代用户导航设备的重要特征,是对地图导航的必要补充和完善。文中阐述了影像导航的基本概念;简要介绍了国外典型影像导航系统的基本情况;重点讨论了影像导航的关键技术问题及其解决方案;客观分析了影像导航的优势和不足之处;对影像导航的发展趋势(即实景导航或视觉导航)也进行简要介绍。最后针对影像导航研究和配套建设问题,给出了作者的思考和建议。     

全球导航卫星反射信号的镜面反射点算法

文章从镜面反射点的定义出发,导出了在搜索镜面反射点时应满足的几何条件,分析了目前用于搜索镜面反射点算法的优点及不足;在此基础上,提出了一种二分算法;最后通过双基实验数据对这一算法进行验证,并与其他算法进行对比,结果显示出这种算法在收敛速度、搜索精度以及准确性等方面的优越性.     

神经网络辅助的GPS/MEMS-INS组合导航算法

在GPS/MEMS-INS(Micro-electromechanical System-Inertial Navigation System)组合导航中,当载体处于恶劣环境下或者载体处于大机动运动情况下,会导致GPS失锁。此时单独工作的低精度MEMS-INS会由于其位置和速度误差随着时间的变化而迅速积累最终无法导航。针对此问题,设计了一种结构简单易于实现的神经网络辅助的GPS/MEMS-INS组合导航系统。通过模拟实验,与标准卡尔曼滤波(KF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)框架下组合导航相比,所提出的结构简单容易实现的神经网络辅助的组合导航系统具有较高的稳定性,并且组合导航整体过程中经纬度与速度精度均提高了65%左右。     

导航卫星卷积码序列MAP译码算法分析与改进

在对导航卫星卷积码序列应用MAP算法译码时,计算机会产生数值稳定性问题,输出错误的译码误码率,进而对定位结果的有效性和定位精度产生重要影响。针对该问题进行了具体分析,并对算法进行了改进,给出了一种基于最大状态度量的归一化MAP译码算法,在保持原算法最优性能的同时很好地解决了数值稳定性问题。通过仿真进一步验证了这种改进算法的有效性。     

晕轨道X射线脉冲星自主导航和轨道维持研究

提出一种利用X射线脉冲星的晕轨道自主导航方法。以高精度星历轨道动力学模型构建晕轨道状态方程,并利用二级微分修正方法获取惯性系下晕轨道的标称轨道。基于微分修正原理,利用X射线脉冲星的导航结果和小推力推进器,对晕轨道探测器进行轨道维持和控制,并以地月系L2点晕轨道为例进行了仿真实验。结果表明,该方法能够有效完成地月系L2点晕轨道探测器的自主导航和轨道维持任务。     

利用COSMIC掩星资料分析南极地区对流层顶变化

利用2011年全年的南极地区的COSMIC掩星资料,反演了大气温度剖面,进而提取对流层顶参数(温度和高度),定量分析了南极地区对流层顶的时空变化特征。在南极地区,温度递减率对流层顶比最冷点对流层顶更准确,且掩星反演法与臭氧、无线电探空仪等结果基本一致。南极对流层顶整体表现为位相相反的一波结构,温度变化范围为200~230K,高度变化范围为9~11km。南极地区对流层顶在冬季和春季"消失",在夏季和秋季出现逆温层。南极地区对流层顶温度在冬季和春季表现出明显的梯度特征,纬度方向上,极点附近低,四周较高;经度方向上,西南极地区较低。