基于Gauss-Markov卡尔曼滤波的电离层数值同化现报预报系统的构建-以中国及周边地区为例的观测系统模拟试验

本文给出了一个基于Gauss-Markov卡尔曼滤波的电离层数据同化系统的初步构建和试验结果.我们选择中国及周边地区部分涉及电离层观测的台站(包括子午工程台站、中国地壳形变网和部分IGS台站)作为观测系统进行模拟试验,背景场利用IRI模式,观测值则由NeQuick模式计算得到.我们的同化结果表明,采用Kalman滤波算法,把部分斜TEC同化到背景模式当中,能够获得较好的同化结果,说明我们设计的算法可行、所选择的各种参数比较合理,采用Gauss-Markov假设进行短期预报也取得了较合理的结果.本项研究经过进一步的改进和完善,可以用来对中国地区的电离层进行现报和短期预报,一方面满足相关空间工程应用,另一方面可以提升现有观测系统的科学意义.     

基于地磁场的自主导航研究

研究了基于地磁场的自主导航,建立了以卫星轨道动力学方程为基础的系统状态方程,并详细推导了以地磁场大小和地磁场矢量为观测量时的观测方程.由于系统的非线性,传统的卡尔曼滤波无能为力,为了解决系统的非线性问题把常用来解决非线性问题的EKF引入到基于地磁场的自主导航系统中.最后用Matlab对基于地磁场的自主导航系统进行了仿真,仿真结果表明EKF有很好的收敛性和稳定性,以地磁场矢量为观测量的导航精度要远高于以地磁场大小为观测量的导航精度.     

GPS在动态监测大坝施工吊车运行防撞中的应用

以单频GPSOEM版在大坝施工巨型吊车防撞系统中的应用为研究对象,结合实际项目进行了GPS高速率载波相位平滑伪距的算法研究、软件实现和具体应用试验,结果表明该系统可以较好的解决该工程中大型移动吊车机械设备的实时动态安全监测问题。     

联合资料同化理论及其研究进展

联合资料同化是在"集合预报与资料同化一体化"的思想框架下研究发展的一种数值预报新理论和新方法。它在变分同化系统框架的基础上,充分利用集合预报结果,构造"流依赖"的背景误差协方差,提高对不同尺度天气系统背景误差协方差的刻画能力,进而改善分析和预报的质量。目前该方法已引起国际各主要气象业务中心广泛关注,极具业务应用潜力。本文以联合ETKF-3D-Var为例简要介绍了联合资料同化理论及其研究进展,也说明了联合资料同化的应用前景。     

基于DEM的低相干区SAR干涉图卡尔曼滤波相位解缠算法

相位解缠是利用干涉合成孔径雷达(InSAR)进行DEM提取和微小地表形变测量的关键技术之一.常规的卡尔曼滤波相位解缠算法在地形平坦区域可以获得可靠的结果,但是在地形起伏较大的区域却容易产生误差的传递,致使其结果无法准确反演地表形变信息.为此,提出了一种基于DEM的SAR干涉图卡尔曼滤波相位解缠算法.该算法借助美国航天飞机测绘任务(SRTM)获得的DEM信息指导SAR干涉图解缠,以提高解缠的速度和精度.通过与常规卡尔曼滤波解缠算法的结果比较分析表明,利用SRTM DEM地形信息指导卡尔曼滤波相位解缠尤其能够提高低相干区域相位的解缠精度.     

卡尔曼滤波粗差探测在GPS变形监测中的应用

在GPS变形监测中,由于受到周跳、SA政策、整周模糊度解算误差及其多路径效应的影响,致使观测数据中含有粗差。用标准卡尔曼滤波方法进行数据处理时,观测数据中的粗差会在卡尔曼滤波预测残差中得到反映。通过结合标准卡尔曼滤波模型与拟准检定法检测,找出并剔除粗差,处理得到正确的结果,并列举了实例证明该方法的实用性。     

OpenCV开源库在核数据信息处理中的应用

介绍了OpenCV开源库在核数据谱线数据处理中的应用,使用OpenCV实现了谱线光滑、寻峰,以及卡尔曼滤波常用的谱处理方法。对492条256道谱线的NASVD算法的测试的结果表明,使用OpenCV方法的运算时间仅约为传统C＋＋方法的1／3,大大提升了数据处理的效率,在核数据处理中具有很好的应用前景和价值。     

BDS-3/GPS/Galileo组合动态差分定位算法研究

为研究北斗三号系统新频点B1C、B2a的双频动态差分定位性能,该文提出一种基于B1C、B2a原始观测值的站间单差模糊度参数的求解方法和实时动态定位获得卡尔曼滤波参数的方法,从而实现北斗三号系统联合全球定位系统(GPS)、伽利略卫星导航系统(Galileo)的动态差分定位.对在北京房山地区采集的北斗卫星导航系统(BDS)...     

智能手机BDS/GPS非差RTK定位软件实现及性能分析

针对当前智能手机终端伪距观测值精度不高和单系统稳定性较差的问题,该文基于安卓(Android)平台开发了一款BDS/GPS融合系统非差RTK定位算法应用程序.该应用程序既可作为手机导航芯片原始观测数据记录软件,也可作为定位算法处理GNSS数据的载体,使终端用户定位方式更加灵活.设计实验对比分析了 BDS单系统、GPS单...     

一种SINS/CNS/GNSS组合导航滤波算法

捷联惯性导航系统/天文导航系统/全球导航卫星系统（SINS/CNS/GNSS）构成的组合导航系统可有效提高飞行器的定位精度,而导弹等飞行器常用发射时刻的发射点惯性坐标系作为测量载体飞行的基准。为此,首先在发射惯性坐标系下推导并建立一种简洁的SINS/CNS/GNSS组合导航数学模型,该模型将SINS积分预报姿态四元数误差作为待估量,可避免姿态误差角与数学平台失准角之间的转换;然后分析定位误差导致的引力误差量级并合理简化,推导符合实际的精确测量噪声模型;最后利用扩展卡尔曼滤波器（EKF）实现SINS/CNS/GNSS三种信息的有效融合。算法仿真结果表明该方法的有效性,有利于工程实现。