网络RTK参考站数据实时周跳探测与修复

由于测量条件的复杂多变,载波相位观测值中周跳的产生是不可避免的,为了实现网络RTK技术高精度动态定位,必须对参考站数据进行实时的周跳探测与修复。本文充分考虑了连续运行参考站网络的特点,基于双频观测值的无电离层线性组合,并利用三差观测值作为约束条件,提出了一种简易的参考站数据实时周跳探测与修复方法,设计了相应的数据处理流程。实验结果表明,无论长基线还是短基线、短暂失锁或者失锁几分钟的数据,该方法都能正确实现周跳的探测与修复。     

利用高次差与自相关函数对周跳探测与处理

针对载波相位数据观测过程中,由于接收机内外的原因导致出现周跳,周跳会造成高精度定位不准确,结合高次差和自相关函数的理论,提出一种基于高次差和归一化自相关函数法判断是否出现周跳,对其算法进行介绍、分析和推导,该算法具有较为深厚的理论基础,根据高次差法的特征子序列和归一化自相关函数的相关程度进行探测周跳,通过试验研究结果表明:能有效地探测周跳,判断出周跳的位置,并进行修正,进而提高观测值可靠性和准确性,具有较好的效果。     

GPS载波相位的周跳检测与修复分析

本文首先分析了宽巷载波与窄巷伪距法和电离层残差法检测和修复周跳的原理,结合宽巷载波与窄巷伪距法能够检测和修复较大的周跳,但无法检测同时发生在载波L1、L2上相同数量的周跳,而电离层残差法仅能检测出小周跳的特点,提出了将宽巷载波与窄巷伪距法和电离层残差法相结合的复合检测方法。首先由宽巷载波与窄巷伪距法检测和修复周跳,然后再由电离层残差法进行周跳检测和修复。仿真结果表明该复合方法能够有效地检测和修复GPS载波相位的周跳。     

一种“北斗”卫星导航系统三频周跳探测与修复方法

针对传统伪距-相位组合中伪距噪声过大的问题引入了多普勒观测值进行辅助，同时再联合无几何相位组合构成一种新的周跳探测与修复方法。在信号方面，选择B2a代替B2I,与B1I、B3I组成了“北斗”卫星导航系统(Beidou Navigation Satellite System, BDS)中定位性能更好的“北斗”三频观测组合。在选频方面，选用无几何相位系数[-1,1,0]、多普勒辅助伪距-相位系数[1,0,-1],[1,3,-4]组合进行周跳的探测。在修复方面，使用搜索法进行周跳的修复，并根据1-范数原则确保修复值的准确性。在1 s的采样率、电离层延迟稳定情况下，所提方法不仅能探测与修复出所有加入的1周在内的周跳，而且相比传统伪距-相位方法在小周跳探测方面性能更佳。     

一种基于智能手机相位的多维周跳探测算法

受智能手机内置低成本线性极化天线性能的约束,其原始GNSS载波相位观测值存在极高比例的周跳观测值,这给智能手机的精密定位带来挑战。为有效利用相位观测值,文章在传统TDCP周跳探测算法的基础上,提出一种附加验前、验后约束的智能手机原始相位观测值多维周跳探测方法。实验结果表明,该方法可以有效标记相位观测值的周跳信息,在城市综合路况下智能手机实时PPP解算平面误差RMS在2.5m以内,充分验证该文周跳探测算法的有效性。     

多频组合在周跳探测与修复上的应用

本文通过多频载波相位组合观测值的长波长特性,结合传统的伪距/载波探测周跳原理,对周跳的探测与修复进行研究。利用多频组合观测值进行周跳探测与修复,并对结果进行分析与讨论。探讨了多频组合探测与修复周跳的效果。     

组合高次差法与相位求差法在周跳探测与修复中的应用

为获取准确无误的载波相位观测数据,必须对载波相位观测中出现的周跳现象进行及时有效的探测与修复。文中分别对高次差分法及双频载波相位求差法进行研究仿真,针对高次差分法对大周跳探测稳定、相位求差法对小周跳探测敏感的各自特点提出将两者相组合的形式进行周跳的探测与修复,介绍了其设施方法步骤,最后利用算例验证了组合方法的可靠性和有效性。     

低纬度电离层闪烁对卫星信号及定位精度影响分析

分析电离层闪烁对卫星信号及定位精度造成的影响可为提高卫星导航定位性能提供参考。该研究利用电离层闪烁数据、GPS卫星导航及观测数据,分析闪烁事件高发日和平静日卫星信号质量、可用卫星数和周跳频率的变化,并评估电离层闪烁对定位精度的影响。结果表明:电离层闪烁使卫星信号的振幅和相位无序波动;造成卫星信噪比快速抖动影响卫星信号质量;使得可用卫星数减少造成信号衰减甚至中断;强闪烁期间随着闪烁强度增大周跳增多且定位精度也随之降低,最高可降低20%以上。     

长基线GPS电离层修正方法研究

针对双频GPS在长基线测量中精度要求高的问题,提出了采用双频修正法修正电离层延迟误差的方法,同时利用双频伪距观测值来进行周跳检测,经过电离层延迟误差修正和周跳检测,可有效提高GPS测量数据处理精度。试验数据处理结果表明,在长基线测量的情况下,文中修正后的方法较传统方法具有更高的精度。     

GPS周跳探测与修复方法的比较分析

周跳探测与修复一直是GPS数据处理中的核心问题之一,在无其他信息辅助的情况下,为寻求较为适用于工程实现的周跳探测与修复方法,从理论和工程实现的角度深入研究了目前研究较多的电离层残差法、小波变换法和Kalman滤波法探测及修复周跳的相关技术,并利用接收机实测数据对三种方法的性能进行充分比较,实验结果验证了以上方法均能正确探测出周跳的发生,而在修复方面Kalman滤波法的效果最佳,且计算量和工程实现方面具有优势,具有一定的参考价值。     

一种基于梯度和Vibe算法的运动检测算法

针对运动检测算法在动态背景下准确性不高的问题,提出了一种基于梯度图和改进后的Vibe算法相结合的运动检测算法.该算法首先利用Sobel算子计算出梯度图,然后采用Vibe算法与三帧差分法相融合的方法对梯度图进行检测,获取运动目标.该算法改变了传统的以原始图像来构建背景模型的思想,提出了用梯度来构建背景模型,有效地改善了运动检测中的误检问题.实验结果表明,与GMM(高斯混合模型)、Codebook相比,该算法在静态背景和动态背景下实时性和准确性都较好.     

电离层返回散射探测中的射频干扰剔除方法研究

在电离层返回散射探测中,回波信号容易受到射频干扰(RFI)的污染,使得直接从回波信号中提取电离层信息比较困难,因此对这些干扰进行剔除是必不可少的。基于波形平均算法和小波变换去噪算法,提出一种剔除射频干扰(RFI)和噪声的方法,并对实测数据进行了处理。结果表明:将该算法应用到电离层返回散射探测中是可行的。     

红外卫星资料的云检测对台风数值模拟的影响

为提高红外卫星资料的利用率,需将更多的资料同化进入数值预报模式初始场,尽量减小云污染的影响。针对大气红外探测器(Atmospheric Infrared Sounder, AIRS)卫星资料,用云检测方法识别了云顶高度。在验证该方法的有效性之后,在大范围卫星视场的含云区域中保留所有云顶以上的通道,并将这些通道的亮温数据同化进入数值预报模式初始场,通过对比分析不同方案下台风的模拟路径来评估云检测方法对台风数值模拟的影响。结果表明,该云检测方法的效果较好,检测出的晴空区及云区的分布与实际观测对应,检测得到的高云顶区域与台风云系的对应性较好。将云顶以上的通道亮温加以利用后,红外卫星资料的利用率得到很大提高,数据是原数据量的2.4倍。在台风路径模拟方面,同化云层以上的通道数据后,数据量的增加使路径模拟变得更精确了,与观测值明显接近。     

基于改进最小噪声分离变换的异常检测算法

为了降低噪声对高光谱异常检测结果的影响以及提高异常检测率,提出了一种基于改进最小噪声分离(MNF)变换的新型高光谱异常检测算法。首先对传统的MNF变换进行改进,采用加权邻域均值法对噪声矩阵进行估计,对邻域内每一个像元给予一个特定的权值,提高背景像元在邻域矩阵中的比例,进而抑制噪声像元的比例,通过差值计算提取噪声信息,然后应用改进的MNF变换对高光谱图像进行降维去噪处理,最后,将获取的低维去噪图像利用异常检测算法进行检测,并用真实的AVIRIS数据进行了测试。结果表明,该算法有更好的降维去噪效果,提高了异常检测率。     

计算电离层VLF波传输特性的时域有限差分算法

在星载甚低频( VLF)通信技术中,研究甚低频信号在电离层中的传输特性具有重要意义。现有的利用时域有限差分( FDTD)算法研究电离层传输特性大多基于高频脉冲信号,且传播模型相对粗略,计算存在一定误差。为此,建立了更为精确的电离层各向异性传播模型,对常规的FDTD算法引入变步长因子,并用该算法对VLF波在电离层中的场强衰减进行了数值计算,研究了昼夜变化及频率对其传输特性的影响。仿真结果与卫星实测数据对比表明：与常规的FDTD算法以及全波分析方法相比,引入变步长因子的FDTD算法精度更高;在VLF频段,降低频率有利于电磁波穿透电离层,且白天的衰减明显大于夜间;VLF波在射入电离层并穿透D层时衰减严重(30~40 dB),约为F1层中衰减的3倍。     

基于扩展LLE方法的非线性系统故障诊断研究

针对非线性系统故障诊断难以解决的问题,提出了一种基于扩展局部线性嵌入映射(Locally Linear Embedding,LLE)的故障诊断方法.通过引入切空间距离代替欧氏距离,可以更加科学的满足算法近邻点局部线性的要求,从而可以更好的保留原始数据的局部流形特征.另外,将故障状态与高维空间分布结合起来,通过确定数据点在空间超球内的分布完成故障的检测,在这个过程中将超球的确定与LLE算法中基于核函数的样本外数据扩展相结合,减少了计算量,提高了算法的实时性,从而为复杂非线性系统的故障诊断提供了一种新的有效的方法.     

基于双树复小波变换的红外小目标检测算法

双树复小波分析是一种有效的图像处理方法,但是将其直接应用于红外小目标检测时,由于其对图像中的高频信息特别敏感,无法在保留目标的同时有效地滤除噪声。论文充分利用双树复小波方法方向性好的优点,并针对其高频敏感问题,提出了一种基于双树复小波变换与图像熵的红外小目标检测算法,从而能够有效去除图像中的杂波,同时凸显出小目标。该算法首先对原始图像进行双树复小波分解,将其低频子带置零,并利用高频子带进行双树复小波重构;接着,对重构后的图像进行二次双树复小波分解,并采用改进的Top-Hat算子对分解后的低频子带进行滤波,同时保留分解后±15°方向的子带,并通过高通滤波对其进行处理;之后,将滤波后的低频子带图像与原低频子带图像进行差分,得到低频差分图像;最后,利用低频差分图像与滤波后的高频子带图像进行红外图像重构,并通过局部图像熵进行加权,从而提取出红外小目标。实验结果表明,与对比算法相比,本文算法在BSF与SCRG方面表现优越,可以有效抑制背景中的杂波并提高小目标的信杂比。     

联合多普勒及MW周跳探测和修复方法

导航定位中针对双频码相组合法(MW)无法探测L1和L2载波同一历元发生相同周跳,以及周跳探测后不能实现频率间周跳分离的情况,提出了一种联合多普勒及MW组合法的周跳探测改进方法。利用多普勒积分可对单频点进行周跳检测和修复的特性,将传统MW组合法与多普勒积分法相结合,建立改进模型,从而计算并分离出L1和L2载波相位产生的周跳。用实测数据进行验证和分析,对比了3种不同情况下改进方法的检测效果,实验表明新算法能精确探测和分离出L1和L2载波相位中的周跳组合,可以准确探测周跳发生位置及周跳数值,并且能够探测和修复1周以上的周跳,有效提高了MW组合算法探测与修复周跳的准确性和可靠性。