纳米计量学的基础技术组件

为了满足ASTROD激光宇航动力学任务慨念计划的高精度要求 ,以及实现新质量标准 ,我们开始进行次纳米激光测长与纳米定位控制的研究。本文将回顾我们在清华大学与工研院测量中心的研究成果 ,介绍如何利用外差式激光干涉仪、挠性微动台与压电陶瓷 ,进行次纳米激光测长与纳米定位控制。此研究成果将做为ASTROD计划中 ,无拖曳航天技术的研发基础。之后讨论如何将纳米定位控制系统与扫描穿隧显微镜进行整合 ,完成计量型扫描穿隧显微镜 ,进一步将微结构的测量尺寸直接追溯至长度标准。     

“翻台法”提高地震定位精度的数学原理

对于震中偏离台网情况下的地震定位，常规方法定位效果较差。“翻台法”有效地提高了其定位精度。从均匀地壳模型的走时方程组出发，分析了“翻台法”定位中方程组系数的变化特点，推导了选取最佳翻转台站的方法，并得出如下结论：（１）“翻台法”增加了原定位方程组的约束方程，翻台数与已知条件和所求参数个数有关，从理论上讲，翻转台数超过独立的约束方程数时对增加定位精度不再有意义；（２）考虑到具体的台网布局和台站资料质量，翻转不同台站对提高地震定位精度所起的作用大小各不相同，因而存在选取最佳翻转台站问题。     

SAR图像对地定位的严密共线方程模型

SAR图像对地定位是解决SAR遥感信息在哪里的根本问题,它是遥感应用和处理的重要步骤。作者在分析现有几种SAR图像对地定位模型的基础上,根据SAR成像的严格几何关系导出SAR图像对地定位的严密共线方程模型。首先根据斜距图像的近地点斜距和远地点斜距推导中心投影等效焦距的计算公式,然后详细推导并给出斜距图像转化成严密中心投影图像时涉及的图像改化公式,最后根据实际星载SAR图像定位的精度对比,证明严密共线方程模型是可行的,而且其定位精度要明显优于传统的近似共线方程模型。     

一种基于流形正则化的半监督指纹定位算法

针对传统指纹定位算法采集带标签训练数据成本高的问题,本文提出了一种基于流形正则化的半监督指纹定位算法。首先以流形假设为依据,利用批量输入的带标签数据与无标签数据之间的相似度构建图拉普拉斯算子;然后与极限学习机算法相结合,通过随机特征映射建立隐含层;最后在流形正则化框架下,求解隐含层和输出层之间的权值矩阵,从而建立位置估计模型。仿真结果表明,与INN、SVR、ELM 3种算法相比,该算法的训练和测试时间相对较短,且在带标签训练数据稀疏的前提下仍能保持较高的准确率与稳定性。     

自动推算室内接入点坐标算法

随着基于位置服务的应用与发展,室外和室内定位技术都得到了飞速发展。特别是在WiFi定位技术的不断完善下,室内定位技术有了广泛的应用,但是,WiFi定位技术的两种定位方式均需预先知道室内网络接入点的精确坐标,这一要求无法满足一些紧急情况下的定位需求。因此,本文提出了一种基于M估计的自动推算室内接入点坐标算法。该算法借助在室内外交界处同时获取卫星定位信息和WiFi信号的RSSI信息,巧用分段RSSI测距算法提高长距离RSSI测距精度,结合残差绝对和最小的M估计改进距离交会定位算法,最终推算出室内接入点的三维坐标,实现自动化推算过程。试验结果表明：该方法的定位精度比常规距离交会最小二乘算法提高了50%,能够快速实时较精确地推算室内接入点的坐标,进一步完善了WiFi定位技术。     

GNSS/地磁组合的室内外无缝定位平滑过渡方法

针对室内外无缝定位在室内外过渡点精度低、不能平滑自动切换等问题,结合GNSS定位技术以及室内地磁指纹节点的组合方法来实现室内外无缝定位及导航。由于从室外至室内时接收机接收到的卫星星数减少、GDOP值逐渐增加、定位的误差增大,因此室内地磁定位精度逐渐优于GNSS定位精度,在两个定位精度临界点通过分析计算得出GDOP最优转化范围值,进行平稳切换。此次试验仿真结果表明,GDOP在3~3.5进行切换与单一GNSS或地磁方法定位的精度相比,分别提高85.7%和82.6%,从而达到了室内外的高精度无缝定位,填补了国内外在室内外无缝定位上没有合适的切换界定的空白。     

BDS/GPS/GLONASS RTK定位算法研究

实现了BDS/GPS/GLONASS三系统组合RTK定位算法,介绍了BDS/GPS/GLONASS三系统组合RTK数学模型,解决了多模融合导航定位时空基准统一问题,并针对附加模糊度参数的卡尔曼滤波函数模型,提出了一种确定实时动态定位中卡尔曼滤波参数的方法。编制了BDS/GPS/GLONASS RTK定位程序,并对28 m超短基线及31 km短基线实测数据进行了解算。对比分析了BDS、GPS、GLONASS、BDS/GPS、BDS/GLONASS、GPS/GLONASS、BDS/GPS/GLONASS七种模式下的定位结果。     

一种基于CORS的GNSS事后精密定位服务平台建设方法

针对CORS服务的通信信号盲区定位和高精度静态定位解算需求等问题,提出了一种基于Internet的数据加密推送和Bernese自动数据解算的GNSS事后精密定位服务平台建设方法,采用数据处理与用户服务分离方案,突破了并发用户请求的数量限制,并采用定位结果动态偏移及传输文件动态加密的双重加密方法,确保了信息安全。实测数据试验结果表明,平台数据处理结果精度、时效性和稳定性较好,可向用户提供厘米至毫米级GNSS事后精密定位服务。