2009年 第34卷 第11期
2009, 34(11): 1261-1265.
摘要:
在介绍欧美国家和洲际连续运行参考站网(CORS)建设的基础上,分析了国外技术的发展趋势及其启示,阐述了国家CORS和全国联合CORS两个概念,建议由国家和全国联合CORS在满足一定条件下融合成国家级CORS,制定相关标准进行运营管理。国家CORS连同国家级CORS的首要目标是升级、更新和维持2000国家大地坐标系统(CGCS2000),即实现由国家CORS网为主维持的CGCS2000,以此为基础提出了采用CORS对CGCS2000进行更新的目标和方案。针对局部参考框架的建立,提出了框架网和基准网两个概念,分别用于建立区域地心动态参考框架以及国家坐标系与地方测图坐标系的连接,并给出了一个区域动态参考框架的建立方式。
在介绍欧美国家和洲际连续运行参考站网(CORS)建设的基础上,分析了国外技术的发展趋势及其启示,阐述了国家CORS和全国联合CORS两个概念,建议由国家和全国联合CORS在满足一定条件下融合成国家级CORS,制定相关标准进行运营管理。国家CORS连同国家级CORS的首要目标是升级、更新和维持2000国家大地坐标系统(CGCS2000),即实现由国家CORS网为主维持的CGCS2000,以此为基础提出了采用CORS对CGCS2000进行更新的目标和方案。针对局部参考框架的建立,提出了框架网和基准网两个概念,分别用于建立区域地心动态参考框架以及国家坐标系与地方测图坐标系的连接,并给出了一个区域动态参考框架的建立方式。
2009, 34(11): 1285-1289.
摘要:
在总结伽利略地球参考框架的建立和维持的基础上,分析了我国目前所用的参考框架存在的不足,得出了建立我国自主的地球参考框架的重要意义,提出了发展我国自主的地球参考框架,即COMPASS地球参考框架CTRF的实现模式以及数据解算策略。
在总结伽利略地球参考框架的建立和维持的基础上,分析了我国目前所用的参考框架存在的不足,得出了建立我国自主的地球参考框架的重要意义,提出了发展我国自主的地球参考框架,即COMPASS地球参考框架CTRF的实现模式以及数据解算策略。
2009, 34(11): 1290-1292.
摘要:
介绍了基于全球IGS实时站数据流的广域实时精密定位原型系统的工作流程及关键技术解决方案。原型系统通过接收全球50个左右IGS参考站1s采样间隔的实时观测数据每秒解算的卫星钟差,并将广播星历的轨道与钟差改正数通过无线通信网络发送给双频用户,用户通过实时精密单点定位的方式实现高精度实时定位。原型系统的整个链路时间延迟为4～8s。测试结果表明,实时钟差产品精度优于0.2ns,实时用户定位精度平面为10cm,高程优于20cm。
介绍了基于全球IGS实时站数据流的广域实时精密定位原型系统的工作流程及关键技术解决方案。原型系统通过接收全球50个左右IGS参考站1s采样间隔的实时观测数据每秒解算的卫星钟差,并将广播星历的轨道与钟差改正数通过无线通信网络发送给双频用户,用户通过实时精密单点定位的方式实现高精度实时定位。原型系统的整个链路时间延迟为4～8s。测试结果表明,实时钟差产品精度优于0.2ns,实时用户定位精度平面为10cm,高程优于20cm。
2009, 34(11): 1293-1296.
摘要:
针对区域测控网条件下的单颗导航卫星精密定轨问题,提出了用载波相位观测数据进行精密定轨的具体方案,并提出了一种称为O-C法的载波相位周跳探测与修复方法。将该方法用于某在轨系统卫星的定轨数据预处理,并采用单星定轨软件进行定轨处理,定轨弧长3d,定轨结果平均残差18cm,重叠1d的轨道径向和位置互差分别为0.61m和8.09m;在没有考虑与激光系统时刻偏差的情况下,定轨结果激光数据比对残差平均为0.28m;预报24h轨道,与激光比对的残差平均为1.34m;扣除时刻偏差,预报24h轨道平均精度在0.5m。
针对区域测控网条件下的单颗导航卫星精密定轨问题,提出了用载波相位观测数据进行精密定轨的具体方案,并提出了一种称为O-C法的载波相位周跳探测与修复方法。将该方法用于某在轨系统卫星的定轨数据预处理,并采用单星定轨软件进行定轨处理,定轨弧长3d,定轨结果平均残差18cm,重叠1d的轨道径向和位置互差分别为0.61m和8.09m;在没有考虑与激光系统时刻偏差的情况下,定轨结果激光数据比对残差平均为0.28m;预报24h轨道,与激光比对的残差平均为1.34m;扣除时刻偏差,预报24h轨道平均精度在0.5m。
2009, 34(11): 1297-1300.
摘要:
基于星间距离测量的自主定轨对应于不可观测性问题,如果引入一个基准,虽然可保持卫星之间的相对位置关系,但是容易出现星座旋转误差。星座旋转的根本原因在于星间观测(测距和测速)无法反映轨道升交点赤经的系统误差。本文对卫星自主定轨的旋转误差以及控制方法进行了讨论和分析。
基于星间距离测量的自主定轨对应于不可观测性问题,如果引入一个基准,虽然可保持卫星之间的相对位置关系,但是容易出现星座旋转误差。星座旋转的根本原因在于星间观测(测距和测速)无法反映轨道升交点赤经的系统误差。本文对卫星自主定轨的旋转误差以及控制方法进行了讨论和分析。
2009, 34(11): 1301-1304.
摘要:
总结了大地测量和天体测量对SVLBI卫星的要求条件,分析了GNSS系统和SLR系统以及中继卫星对卫星的定轨精度、地面测控站对SVLBI卫星的跟踪效率,研究了SVLBI卫星对射电源的访问效率,及其与地面VLBI测站和VSOP2卫星形成的地-空和空-空基线观测射电源的分辨率等,以此为基础设计我国SVLBI卫星的轨道参数。
总结了大地测量和天体测量对SVLBI卫星的要求条件,分析了GNSS系统和SLR系统以及中继卫星对卫星的定轨精度、地面测控站对SVLBI卫星的跟踪效率,研究了SVLBI卫星对射电源的访问效率,及其与地面VLBI测站和VSOP2卫星形成的地-空和空-空基线观测射电源的分辨率等,以此为基础设计我国SVLBI卫星的轨道参数。
2009, 34(11): 1305-1308.
摘要:
基于国际激光联测网观测资料,研究了不同定轨弧段条件下的COMPASS-M1卫星轨道的确定、预报及其质量评定。研究结果表明,定轨弧段取19d时,该卫星的径向、三维位置精度平均为0.207m、2.28m;预报1d时,径向、三维位置精度平均为0.25m、2.75m。
基于国际激光联测网观测资料,研究了不同定轨弧段条件下的COMPASS-M1卫星轨道的确定、预报及其质量评定。研究结果表明,定轨弧段取19d时,该卫星的径向、三维位置精度平均为0.207m、2.28m;预报1d时,径向、三维位置精度平均为0.25m、2.75m。
2009, 34(11): 1309-1311.
摘要:
采用均方根信息滤波(SRIF)方法,对IGS站实时观测数据进行了单历元解算,以便将卫星钟差等相关信息及时播发给用户,以进行实时精密定位。试验结果表明,GPS实时单历元解算的精密卫星钟差与IGS事后精密钟差相比,互差优于0.2ns,其精度与国际IGS各分析中心估计的卫星钟差精度相当。
采用均方根信息滤波(SRIF)方法,对IGS站实时观测数据进行了单历元解算,以便将卫星钟差等相关信息及时播发给用户,以进行实时精密定位。试验结果表明,GPS实时单历元解算的精密卫星钟差与IGS事后精密钟差相比,互差优于0.2ns,其精度与国际IGS各分析中心估计的卫星钟差精度相当。
2009, 34(11): 1312-1315.
摘要:
介绍了卫星钟差数据仿真方法以及基于星间双向测距的导航卫星两步滤波时间同步算法。仿真数据结果表明,与一步滤波方法相比,两步解算方法的时间同步精度有一定提高。
介绍了卫星钟差数据仿真方法以及基于星间双向测距的导航卫星两步滤波时间同步算法。仿真数据结果表明,与一步滤波方法相比,两步解算方法的时间同步精度有一定提高。
2009, 34(11): 1316-1319.
摘要:
分析对比了GPS数据处理中使用的天线相位中心的相对改正方式和绝对改正方式,使用绝对改正模式具有更多的优点,而使用不同的天线相位改正模式时,会对GPS数据处理结果产生影响。利用BerneseGPS软件对某城市CORS系统网的实例数据进行了计算,结果表明,采用不同的相位中心改正方式对坐标结果在高程方向会造成cm级的影响,网的尺度比会变化6.4ppb,对流层天顶方向总延迟的估计值之间的差别为-6.9±4.0mm。
分析对比了GPS数据处理中使用的天线相位中心的相对改正方式和绝对改正方式,使用绝对改正模式具有更多的优点,而使用不同的天线相位改正模式时,会对GPS数据处理结果产生影响。利用BerneseGPS软件对某城市CORS系统网的实例数据进行了计算,结果表明,采用不同的相位中心改正方式对坐标结果在高程方向会造成cm级的影响,网的尺度比会变化6.4ppb,对流层天顶方向总延迟的估计值之间的差别为-6.9±4.0mm。
2009, 34(11): 1320-1323.
摘要:
分析了传统单频数据预处理方法在复杂运动状态下的缺陷,打破常规周跳探测基于时间序列的处理思维,提出基于双差的单频单站数据预处理方法。主要内容包括基于双差验后单位权中误差检测周跳发生的时刻;基于稳健估计的残差检测周跳发生的卫星;利用周跳回代估计进行周跳修复。通过模拟特定运动状态的动态数据及实测地震数据,验证了该方法在接收机复杂运动状态中的有效性及连续周跳探测的能力。
分析了传统单频数据预处理方法在复杂运动状态下的缺陷,打破常规周跳探测基于时间序列的处理思维,提出基于双差的单频单站数据预处理方法。主要内容包括基于双差验后单位权中误差检测周跳发生的时刻;基于稳健估计的残差检测周跳发生的卫星;利用周跳回代估计进行周跳修复。通过模拟特定运动状态的动态数据及实测地震数据,验证了该方法在接收机复杂运动状态中的有效性及连续周跳探测的能力。
2009, 34(11): 1324-1327.
摘要:
结合球谐函数电离层模型,利用附加约束条件的Kalman滤波算法实现了实时求解卫星和测站接收机的硬件延迟,从而为广域增强系统的电离层延迟估计算法提供绝对电离层延迟信息。结果表明,基准站上接收机的硬件延迟可以在较短时间内收敛,卫星的硬件延迟单天最终解与IGS发布的值其差异在亚ns级。
结合球谐函数电离层模型,利用附加约束条件的Kalman滤波算法实现了实时求解卫星和测站接收机的硬件延迟,从而为广域增强系统的电离层延迟估计算法提供绝对电离层延迟信息。结果表明,基准站上接收机的硬件延迟可以在较短时间内收敛,卫星的硬件延迟单天最终解与IGS发布的值其差异在亚ns级。
2009, 34(11): 1328-1331.
摘要:
给出了接收机五参数定位模型和精度评定的相关公式以及接收机C/A码伪距观测量精度评定方法和经验公式。设计了两组试验,分别是GPS信号能量为42dBHz和32dBHz时的950个及600个启动测试算例。数据分析结果表明,即使在高能量42dBHz的情况下,五参数的成功率达到了90%,一倍中误差的定位精度基本上在30～50m左右;在32dBHz时的成功率仅有60%,一倍中误差定位精度为60～80m左右。为了有效地提高5参数的解算成功率,需要提高卫星星历精度(包括卫星轨道精度和钟差精度)和大气延迟模型的改正精度。另外,还需要提高接收机基带C/A码的测量精度,包括中频量化精度和C/A码环跟踪精度。
给出了接收机五参数定位模型和精度评定的相关公式以及接收机C/A码伪距观测量精度评定方法和经验公式。设计了两组试验,分别是GPS信号能量为42dBHz和32dBHz时的950个及600个启动测试算例。数据分析结果表明,即使在高能量42dBHz的情况下,五参数的成功率达到了90%,一倍中误差的定位精度基本上在30～50m左右;在32dBHz时的成功率仅有60%,一倍中误差定位精度为60～80m左右。为了有效地提高5参数的解算成功率,需要提高卫星星历精度(包括卫星轨道精度和钟差精度)和大气延迟模型的改正精度。另外,还需要提高接收机基带C/A码的测量精度,包括中频量化精度和C/A码环跟踪精度。
2009, 34(11): 1332-1335.
摘要:
建立了直线道路和曲线道路的约束条件方程,给出了附有道路轨迹约束条件的卡尔曼滤波公式,提出了约束条件下的模糊度分解算法。本文算法中模糊度的浮点解由约束卡尔曼滤波器获得,而模糊度整数解由LAMBDA算法完成。车载GPS试验结果表明,附加轨迹信息约束的卡尔曼滤波方法可以有效地提高模糊度浮点解的精度,使得运动中整周模糊度的分解速度和成功率得到显著提高。
建立了直线道路和曲线道路的约束条件方程,给出了附有道路轨迹约束条件的卡尔曼滤波公式,提出了约束条件下的模糊度分解算法。本文算法中模糊度的浮点解由约束卡尔曼滤波器获得,而模糊度整数解由LAMBDA算法完成。车载GPS试验结果表明,附加轨迹信息约束的卡尔曼滤波方法可以有效地提高模糊度浮点解的精度,使得运动中整周模糊度的分解速度和成功率得到显著提高。
2009, 34(11): 1336-1339.
摘要:
鉴于INS积累误差及TERCOM匹配算法机理缺陷对地磁匹配导航精度和可靠性的影响,提出了一种改进型的TERCOM匹配导航算法。分析了该算法的机理缺陷,将基于Hausdorff距离的匹配准则引入该算法中,提出了通过增加旋转变化、自适应确定最佳旋转角、实现适配序列精匹配的思想和算法,有效地提高了水下地磁匹配导航的精度和可靠性。通过实验验证了这种改进算法的正确性。
鉴于INS积累误差及TERCOM匹配算法机理缺陷对地磁匹配导航精度和可靠性的影响,提出了一种改进型的TERCOM匹配导航算法。分析了该算法的机理缺陷,将基于Hausdorff距离的匹配准则引入该算法中,提出了通过增加旋转变化、自适应确定最佳旋转角、实现适配序列精匹配的思想和算法,有效地提高了水下地磁匹配导航的精度和可靠性。通过实验验证了这种改进算法的正确性。
2009, 34(11): 1340-1343.
摘要:
根据沙蚁复眼中的偏振敏感神经结构,设计了一种大气偏振信息检测与导航传感器,实现了从大气偏振信息中提取二维罗盘信息。针对偏振光导航的特点,设计了一种嵌入式多信息源融合导航试验平台,实现了偏振光、三维地磁和GPS导航的有机集成。
根据沙蚁复眼中的偏振敏感神经结构,设计了一种大气偏振信息检测与导航传感器,实现了从大气偏振信息中提取二维罗盘信息。针对偏振光导航的特点,设计了一种嵌入式多信息源融合导航试验平台,实现了偏振光、三维地磁和GPS导航的有机集成。
2009, 34(11): 1344-1349.
摘要:
通过GPS观测网提供高时空分辨率、连续、全天候实时地测量数据,反演出实时的大气可降水量的变化序列,由此在气象综合信息分析处理平台上构建成都地区GPS水汽实时监测及气象业务应用系统,为灾害性天气(如暴雨、持续性阴雨、雨雪、浓雾)监测和短时临近预报提供重要依据,并可为多学科综合研究大气水汽的时空变化以及空中水资源的开发利用奠定基础。
通过GPS观测网提供高时空分辨率、连续、全天候实时地测量数据,反演出实时的大气可降水量的变化序列,由此在气象综合信息分析处理平台上构建成都地区GPS水汽实时监测及气象业务应用系统,为灾害性天气(如暴雨、持续性阴雨、雨雪、浓雾)监测和短时临近预报提供重要依据,并可为多学科综合研究大气水汽的时空变化以及空中水资源的开发利用奠定基础。
2009, 34(11): 1354-1358.
摘要:
分析了高分辨率SAR图像输电铁塔的目标散射特性,进行了铁塔横担人工覆冰实验,分析了覆冰横担的散射特性,提出了基于特征点匹配的铁塔形变识别方法。该方法通过Harris算子检测预处理后的目标切片图像的特征点,利用基于特征点分布的匹配准则,对同目标、不同时相的SAR图像进行特征点匹配,提取铁塔的形变信息。实验结果表明,覆冰后的铁塔横担在SAR图像中仍有较强的反射特性,利用高分辨率SAR图像目标识别技术完全能够监测覆冰铁塔及铁塔的较大形变。
分析了高分辨率SAR图像输电铁塔的目标散射特性,进行了铁塔横担人工覆冰实验,分析了覆冰横担的散射特性,提出了基于特征点匹配的铁塔形变识别方法。该方法通过Harris算子检测预处理后的目标切片图像的特征点,利用基于特征点分布的匹配准则,对同目标、不同时相的SAR图像进行特征点匹配,提取铁塔的形变信息。实验结果表明,覆冰后的铁塔横担在SAR图像中仍有较强的反射特性,利用高分辨率SAR图像目标识别技术完全能够监测覆冰铁塔及铁塔的较大形变。
2009, 34(11): 1359-1362.
摘要:
总结了目前高精度GNSS数据处理技术的发展趋势,结合PANDA软件的特点和数据处理能力,提出了围绕PANDA软件建立基于Web的GNSS数据精密分析与服务系统的体系模型。设计了该系统的构架,定义了服务产品,并提出数据处理策略。
总结了目前高精度GNSS数据处理技术的发展趋势,结合PANDA软件的特点和数据处理能力,提出了围绕PANDA软件建立基于Web的GNSS数据精密分析与服务系统的体系模型。设计了该系统的构架,定义了服务产品,并提出数据处理策略。
2009, 34(11): 1363-1367.
摘要:
回顾了IGS参考框架的历史和发展现状,分析了IGS框架与ITRF框架的一致性,介绍了IGS的数据处理策略及其对IGS最终产品一致性的影响。算例分析了IGS最终轨道和IGS05框架的一致性,以及IGS最终轨道/钟差和周解SINEX的一致性。
回顾了IGS参考框架的历史和发展现状,分析了IGS框架与ITRF框架的一致性,介绍了IGS的数据处理策略及其对IGS最终产品一致性的影响。算例分析了IGS最终轨道和IGS05框架的一致性,以及IGS最终轨道/钟差和周解SINEX的一致性。
2009, 34(11): 1368-1371.
摘要:
分析了Costas环路不适于弱信号跟踪的原因,提出了一种基于FFT的跟踪方案,分析了FFT的点数与多普勒变化率之间的关系,当接收机静止时,平均多普勒变化率为0.54Hz/s,128点FFT可提供最大的信噪比增益。为防止载波更新环路的错误调整,提出了一种基于NP准则的门限,只有当FFT的计算结果超越门限时,载波NCO才作相应的调整。实验结果表明,当接收机静止时,采用128点FFT,本文的跟踪方案可以跟踪至-163dBm的GPS信号。如果对多普勒变化率进行相应的补偿,则本文方案的跟踪灵敏度还可进一步提高。
分析了Costas环路不适于弱信号跟踪的原因,提出了一种基于FFT的跟踪方案,分析了FFT的点数与多普勒变化率之间的关系,当接收机静止时,平均多普勒变化率为0.54Hz/s,128点FFT可提供最大的信噪比增益。为防止载波更新环路的错误调整,提出了一种基于NP准则的门限,只有当FFT的计算结果超越门限时,载波NCO才作相应的调整。实验结果表明,当接收机静止时,采用128点FFT,本文的跟踪方案可以跟踪至-163dBm的GPS信号。如果对多普勒变化率进行相应的补偿,则本文方案的跟踪灵敏度还可进一步提高。
2009, 34(11): 1372-1376.
摘要:
针对无缝定位的应用需求和亟待解决的关键技术问题,结合城市环境下多种泛在无线信号可以充分利用的特点,提出了一种泛在无线信号辅助的无缝定位新方法,并对无缝定位技术的原理、特点和发展趋势进行了讨论。特别针对香港典型城市环境,就多种泛在无线信号辅助的无缝定位进行了初步实验,给出了一个能够满足大多数无缝定位服务应用的原型框架。
针对无缝定位的应用需求和亟待解决的关键技术问题,结合城市环境下多种泛在无线信号可以充分利用的特点,提出了一种泛在无线信号辅助的无缝定位新方法,并对无缝定位技术的原理、特点和发展趋势进行了讨论。特别针对香港典型城市环境,就多种泛在无线信号辅助的无缝定位进行了初步实验,给出了一个能够满足大多数无缝定位服务应用的原型框架。
2009, 34(11): 1377-1380.
摘要:
在对MBOC信号的码跟踪噪声和多径误差进行理论分析的基础上,借助于所开发的数字中频信号模拟器和软件接收机进行了闭环测试评估。通过将数字中频闭环测试结果与理论预期值和模拟器仿真值进行对比分析,从多个层次有效验证了MBOC(6,1,1/11)相对于BOC(1,1)和BPSK-R(1)的测距精度改善。
在对MBOC信号的码跟踪噪声和多径误差进行理论分析的基础上,借助于所开发的数字中频信号模拟器和软件接收机进行了闭环测试评估。通过将数字中频闭环测试结果与理论预期值和模拟器仿真值进行对比分析,从多个层次有效验证了MBOC(6,1,1/11)相对于BOC(1,1)和BPSK-R(1)的测距精度改善。
2009, 34(11): 1381-1385.
摘要:
针对传统Voronoi图模型在空间划分时考虑因素单一、依赖欧氏距离等问题,提出了一种基于模糊理论的改进Voronoi图模型。将带模糊边界的Voronoi图模型应用到武汉市消防调度系统的模拟突发事件处理中,结果表明,相比传统的Voronoi图模型,能够提高空间划分精度,将应急调度的准确度提高20%以上。
针对传统Voronoi图模型在空间划分时考虑因素单一、依赖欧氏距离等问题,提出了一种基于模糊理论的改进Voronoi图模型。将带模糊边界的Voronoi图模型应用到武汉市消防调度系统的模拟突发事件处理中,结果表明,相比传统的Voronoi图模型,能够提高空间划分精度,将应急调度的准确度提高20%以上。
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