GNSS天线阵列接收机数据采集与解码的实现及应用

首先介绍了能进行静态与实时动态数据采集的GNSS天线阵列接收机(最多可连接8个天线)的研制过程,该接收机通过GNSS OEM板与天线阵列共享设备的集成,大大降低了监测成本。基于研制的GNSS天线阵列接收机,详细讨论了观测数据的解码方法。采用美国天宝公司的BD970 OEM模块,在详细分析二进制消息格式的基础上,研制了数据采集与解码软件,并通过实际应用,证明了该系统可用于大坝、滑坡等的变形监测中,具有广泛的应用前景。     

利用煤体破裂电磁信号进行局部震源定位方法研究

准确预测煤岩破裂震源方位,确定采掘工作面重点灾害区域,可以使煤岩动力灾害防治措施更为有效.根据煤岩变形破裂电磁效应规律和电磁波基础理论,提出了一种利用电磁信号能量来确定局部震源方位的方法,并通过实验室定向接收实验和平煤十矿现场测试验证该方法的有效性.结果表明,电磁信号强度随着煤岩体应力状态变化而变化;两个正交天线接收的电磁信号能量分别与各自接收夹角余弦值的平方成正比,利用此比例关系可以确定震源的方位;电磁信号定位方法与静态指标法预测局部区域危险性具有较好的检验一致性.研究成果为煤岩动力灾害重点灾害区域的判定提供依据.     

北斗卫星导航系统实时定轨及SSR改正信息生成方法

随着GNSS应用的不断发展,实时位置服务已经成为国内外研究热点,而北斗卫星导航系统的实时服务尚处于发展阶段。本文基于卫星精密定轨基本原理,讨论了北斗导航卫星实时轨道确定策略;研究了基于北斗卫星质心和天线相位中心的SSR轨道改正值生成方法,并给出了一种适合北斗导航卫星的IODE值表达方式;基于国家基准站和全球MGEX站数据,进行了北斗导航卫星的实时轨道解算测试,结果表明,GEO卫星1D RMS精度优于400 cm,平均精度为223 cm,其径向精度优于20 cm;IGSO卫星精度优于30 cm,平均精度为22 cm,其径向精度优于10 cm;MEO卫星精度优于30 cm,平均精度为15 cm,其径向精度优于10 cm。     

天线相位中心偏差变化及改正模型对精密单点定位精度的影响

利用精密单点定位程序对IGS站的实测数据进行计算,结果表明:平面方向,天线相位中心偏差和变化对精密单点定位精度影响较小;高程方向,天线相位中心偏差可造成厘米级的影响,天线相位中心变化的影响约5 mm;相比相对天线相位中心改正模型,使用绝对相位改正模型具有更多优点,尤其用于高精度GPS授时其精度明显提高.     

一种基于特征子空间的多用户盲分离算法

提出了一种基于特征子空间的多用户盲分离算法。算法首先估计出信号源的导向矢量,然后再利用ESB算法进行波束形成,解决了当存在多个用户时权值收敛于单一用户的问题,可以在不知道信号先验知识的情况下对来自不同方向上的独立信号进行有效的分离。算法不需要进行繁琐的Gram—Schmidt正交化处理,并且在盲分离信号的基础上还可以估计出信号的波达方向。计算机仿真结果表明,分离出来的信号与源信号的相关系数均大于0．99,证实了算法的有效性。     

基于无线通讯网络的GPS多天线监测系统及其应用

介绍了基于无线通讯网络的GPS多天线监测系统的构成情况,包括系统设计、数据传输与管理、数据处理、数据质量分析和控制等。在公路边坡变形监测中的实际应用结果表明,该系统1 h测量精度已达到3.0 mm左右,既能自动连续地对滑坡变形进行监测,又能大幅度降低整个监测系统的费用,是滑坡等地质灾害变形监测的理想技术之一。     

地质勘探中钻孔雷达的天线性能及系统实验分析

概述了钻孔雷达的主要应用领域和在探测地下孔洞、地下裂缝等方面的优势, 并介绍了相关技术在国内外的发展现状, 同时对钻孔雷达天线设计的难点和特殊性进行了说明。文中介绍了天线的自行设计实例, 同时用实验中测量的驻波比VSWR等参数分析了天线的匹配特性, 并构建了三维天线模型, 将设计实例中的天线基于时域有限差分法对其方向性能进行仿真, 其方向性优于标准值。在设计的水槽实验中测试本天线架构的钻孔雷达系统, 获得了满意的测量数据。分析检验了整个系统和天线的工作状况, 实验表明天线主要性能满足设计和工程应用要求, 可应用于实际勘探; 并对采用本天线的钻孔雷达系统的探测能力和应用前景进行了评估, 钻孔雷达系统在花岗岩、石灰岩等岩层中的探测距离可到几十米至100 m。     

一种利用GPS进行姿态估计的新算法

提出了一种基于向量化姿态矩阵的姿态解算方法,该方法顾及了观测量之间的相关性及姿态矩阵的正交性。首先将姿态矩阵作为未知参数的估计问题进行向量化,采用经典最小二乘得到无正交约束的姿态解,然后使用几何规则对姿态矩阵进行正交化。该方法不需要初值,不受天线个数及布局限制,在理论上具有广泛的适用性及更好的严密性。仿真结果表明,新的姿态解算方法可以提高GPS姿态解算精度。     

Trimble R8 Ⅱ与NetR5接收机天线多路径效应对比分析

TrimbleR8 II和NETR5是常见的两型GNSS接收机,前者采用精密内置天线,后者一般配置扼流圈或抑制板天线,两种天线对多路径效应的抵消程度不同。本文在探讨天线多路径效应计算和分析方法的基础上,对两种接收机抗多路径效应的能力进行计算和比较。结果发现一体机的多路径影响比扼流圈天线要大约14%左右,在长距离、高精度的大地控制测量应用中必须充分考虑这一影响。本文叙述的方法也适用于对其他天线进行分析。     

用卫星工具软件包进行北斗单天线姿态仿真测量

从载体姿态测量的实际需要和多天线姿态测量的局限性出发,分析了单天线测姿的应用价值和基本原理,从我国的具体国情出发,提出了基于北斗系统的单天线测姿算法。利用卫星工具软件包仿真的北斗系统星座,以民航飞机为载体,基于MATLAB平台进行了仿真实验,仿真结果分析表明,基于北斗系统的单天线测姿方法在适用条件和测姿准确性等方面效果理想,在一定精度要求下满足应用需要,对建立实用可靠的单天线测姿具有积极的推动作用。