一种水下运动目标高精度定位方法

提出基于差分GPS（DGPS）技术和超短基线水声定位技术的水下运动目标定位方法,并推导出定位解算数学模型。所构建的水下运动目标定位系统,经工程实践证明,定位精度优于2m。     

水下DGPS定位系统可定位范围分析

水下DGPS定位系统是我国近些年研制的一套水声定位系统,该系统经过了在三亚、抚仙湖等地区的试验,得到了较高的定位精度.利用Argo浮标剖面数据,将海水视为水平分层均匀介质,计算声速剖面,根据Snell定律从理论上推出了理想情况下水下导航定位系统中浮标的可布设范围和水下DGPS定位系统浮标阵的可定位范围.     

顾及波束入射角的常梯度声线跟踪水下定位算法

海水声速的时空变化会使声波沿传播方向发生折射,有效消除声波的折射效应对提高水下声学定位精度至关重要。在声速剖面已知的情况下,声线跟踪是削弱折射效应的有效方法。但现有的声线跟踪方法要求波束入射角为已知,而基于距离交会原理的水下声学定位系统通常未对波束入射角进行直接观测。针对上述问题,提出了顾及波束入射角的常梯度声线跟踪水下定位算法,采用搜索法确定波束入射角,通过对声线跟踪与定位解算的迭代计算,实现波束入射角和目标坐标的渐次修正。为进一步提高计算效率,提出了迭代求解超越方程的解算法。试验结果表明,本文方法有效利用声速剖面消除了声线折射效应的影响,且解算法计算效率优于搜索法。     

顾及波束入射角的常梯度声线跟踪水下定位算法

海水声速的时空变化会使声波沿传播方向发生折射,有效消除声波的折射效应对提高水下声学定位精度至关重要。在声速剖面已知的情况下,声线跟踪是削弱折射效应的有效方法。但现有的声线跟踪方法要求波束入射角为已知,而基于距离交会原理的水下声学定位系统通常未对波束入射角进行直接观测。针对上述问题,提出了顾及波束入射角的常梯度声线跟踪水下定位算法,采用搜索法确定波束入射角,通过对声线跟踪与定位解算的迭代计算,实现波束入射角和目标坐标的渐次修正。为进一步提高计算效率,提出了迭代求解超越方程的解算法。试验结果表明,本文方法有效利用声速剖面消除了声线折射效应的影响,且解算法计算效率优于搜索法。     

超短基线多信标约束的深海动态定位方法探讨

深海长航时高精度定位是水下测量载体开展海洋测量的前提,超短基线系统是将声学基阵集成到一个换能器中,通过对声学信标的测距测向实现定位,体现出极大的灵活性与便利性。为进一步提升超短基线系统的定位精度和可靠性,在超短基线多信标同步定位技术得到长足发展的背景下,提出了超短基线多信标约束定位方法的概念,并根据多信标约束模式（测距约束、测距测向约束）、信标基阵构建模式（固定基线、动态基线）等不同情况进行了探讨。超短基线多信标约束的深海动态定位实验表明,在超短基线单信标定位精度为深度的2‰的情况下,多信标固定基线测距测向约束定位精度可提升至深度的1‰,入射角度、基线长度以及动态基线测距精度等是影响多信标约束定位的重要因素。超短基线多信标约束的多种定位模式体现出切实的可行性和良好的适应性,在深海定位技术发展中拥有广阔的应用前景。     

超短基线水下定位校准方法的探讨与分析

超短基线水下定位系统的应用开发和技术研究在现代海洋测绘中发挥着重要作用.在安装超短基线定位系统进行水下声学定位测量过程中,很难保证换能器中心与测量船重心之间三坐标轴完全重合,即存在系统偏差,它是导致超短基线系统定位出现误差的一个重要原因,必须对其进行校准.以英国Sonardyne公司的超短基线ScoutPro法国IXS...     

嫦娥二号卫星X波段测控体制试验定位分析

2010-10-03～2010-10-04,在嫦娥二号任务实时观测阶段进行了X波段测控体制试验.从定位归算角度对试验期间的S波段数传信号(S1频点)测量时延(S1时延)和X波段单程测距差分(DOR)信号测量时延(DOR时延)进行了比对分析.初步结果表明,DOR时延的实测资料精度与链路计算理论估值基本相符.而且由于信号的...     

嫦娥二号卫星X波段测控体制试验定位分析

2010-10-03~2010-10-04,在嫦娥二号任务实时观测阶段进行了X波段测控体制试验。从定位归算角度对试验期间的S波段数传信号(S1频点)测量时延(S1时延)和X波段单程测距差分(DOR)信号测量时延(DOR时延)进行了比对分析。初步结果表明,DOR时延的实测资料精度与链路计算理论估值基本相符。而且由于信号的频带较宽,DOR时延弥散度和定位结果弥散度均优于S1,基线时延闭合差也小于S1。这表明此次试验观测是成功的,为后续探月任务储备了关键技术。     

北斗海上无源定位解析求解新方法

提出一种北斗无源定位解析求解新方法。该方法具有很高的计算效率,并在一定程度上减弱了几何观测图形欠佳对定位精度的影响。仿真计算结果表明,新方法比“三星+高程”法和双曲线解析求解法具有更高的计算效率和定位精度。     

GPS基线向量网粗差定位试验

应用文献[1]中提出的关于粗差定位的逐个搜索法,研究了GPS基线向量网的粗差定位问题;同时改进了粗差定位的逐个搜索法。通过研究以及大量的粗差定位试验表明;应用改进的逐个搜索法进行多个粗差定位,只要粗差个数满足n_g≤1.95n_b-3p+3,且任一点上至少有三条基线通过,则不论粗差位于何处,都能正确定位,并较准确地给出粗差的估值。文中还对GPS网的布网方案提出了合理的建议。     

GyroUSBL在深海水下定位中的应用

以GyroUSBL系统为例,分析讨论了GyroUSBL系统的工作原理、精度估计、应用范围等内容,介绍了GyroUSBL在深海铺管工程中的实际应用,并对使用过程中影响定位性能的主要因素进行简单分析。     

航空测量场景下的中长基线动态定位方法

单基站中长基线动态相对定位受到大气残余误差影响,无法快速固定整周模糊度,定位精度和可靠性不如短基线场景。在航空测量场景下,流动站与基准站之间的基线由短到长变化,利用短基线场景下固定的整周模糊度反算得到高精度的电离层延迟量,并对其进行建模预报。随着基线变长,利用预报的电离层延迟约束中长基线定位模型,实现快速模糊度固定。本文分析了动态长基线情形下的电离层延迟的时变特性,采用滑动窗口进行电离层建模预报,讨论了该方法在航空测量实际作业中的实施条件、定位精度及模糊度固定情况。实测机载数据的解算结果表明,使用该方法,当测量载体出发阶段处于短基线场景下,单基站相对定位结果就可以达到接近100%的模糊度固定率,且定位精度保持在厘米级,显著减小了航空测量任务的作业成本。     

附加基线矢量约束的双站协同精密定位方法

传统精密单点定位(PPP)具有高精度、操作方便等诸多优点,其通常利用Kalman滤波进行未知参数的解算,但是定位性能依赖于准确的动态模型和滤波初值,如果动态模型不准确或者滤波初值设定的不正确会导致滤波性能下降甚至发散.针对该问题,提出了一种附加先验的基线约束信息的双站协同PPP定位方法,算法利用双站所成基线的方向信息和长度信息对Kalman滤波过程中双站位置的估计值进行修正,减小了浮点解的误差协方差矩阵,提高了浮点解的精度.利用实测的全球定位系统(GPS)数据进行PPP实验,实际结果表明,与传统PPP参数估计模型相比,本方法有效改善了定位的精度,缩短了收敛时间.     

GPS 定位技术在矿区控制测量中的应用

GPS定位技术在工程测量领域的应用越来越广泛,从控制测量、地形测图,到施工放样都发挥了重要的作用。本文主要叙述了利用G PS定位技术建立矿区控制网的情况,以期为同类工程提供参考。     

水下UUVs集群协同定位技术发展现状及趋势北大核心CSCD

随着水下装备逐渐走向自主化、无人化、智能化,水下无人航行器(UUV)以集群的形式协同作业成为必然的发展方向。本文介绍了UUVs集群设备的发展现状及相关项目开展情况;系统梳理了UUVs集群协同定位技术在编队构型设计、观测量误差建模、模型与解算方法及水声通信技术方面取得的研究进展;重点讨论了UUVs集群协同定位技术的发展趋势,即协同编队构型设计的可视化、多源传感器误差建模的精细化、集群协同定位算法的智能化及定位结果质量控制的实时化;最后对UUVs集群协同定位技术的发展作出展望。     

一种多参考站的GPS伪距差分定位方法

受到流动站与参考站间距离的影响,随着基线长度的增加,测站间误差相关性降低,伪距差分RTD定位精度逐渐下降。基于网络RTK的思想,提出了一种多参考站伪距差分(NRTD)定位方法;通过建立参考站双差伪距和载波相位观测方程,序贯平差得到模糊度浮点解,进而提取出双差电离层和对流层延迟,建立区域误差模型并生成伪距差分改正数;最后将其发送给流动站进行伪距差分定位。实验结果表明,与常规RTD方法相比较,NRTD方法的定位性能够有很大提升,在N、E、U这3个方向的定位精度分别提高了39.5%、15.3%和23.6%以上,同时在N、E方向99%以上历元的定位精度优于1 m,能够满足长基线下的亚米级定位需求。     

BDS-3四频短基线单历元定位方法

为了充分利用北斗三号B1I、B3I、B1C和B2a四频观测数据,该文提出了一种基于北斗三号四频组合的短基线单历元定位方法。采用无几何模型和几何模型相结合的方法依次求解两个超宽巷、三个宽巷和一个窄巷模糊度,并利用LAMBDA方法搜索固定窄巷模糊度,最后使用模糊度固定的窄巷进行单历元定位。利用北斗三号短基线实测数据进行验证分析,结果表明,该方法可以有效进行超宽巷和宽巷模糊度的单历元固定,窄巷模糊度固定率高于99%,基本可以实现短基线单历元定位,并获得厘米级定位精度。     

基于DOA和TOA的机载单站无源定位

研究可对地面固定目标进行定位跟踪的机载单站无源定位方法,建立二维等效定位模型,利用DOA和TOA信息建立状态方程及测量方程,经过扩展卡尔曼滤波算法进行定位及跟踪。通过计算机仿真结果验证,该方法稳定、有效,且可达到相当的精度。     

基于北斗三频宽巷组合的RTK单历元定位方法

为发挥北斗三频超宽巷或宽巷模糊度易于固定的优势,提出一种利用宽巷观测值的北斗单历元定位方法。首先使用载波伪距组合求解最容易固定的(0,-1,1)组合模糊度,其次基于模糊度已固定的(0,-1,1)组合观测值通过CIR方法单历元求解第二个宽巷模糊度(1,-1,0)组合模糊度。(1,-1,0)组合观测值噪声和电离层延迟综合影响最优,因此基于(1,-1,0)组合观测值进行单历元坐标解算。实验结果表明,文中提出的单历元定位方法,能够依据单历元数据最终成功解算出地面点坐标,统计精度为平面2.2cm,高程5.4cm,在满足部分领域应用要求的情况下提高效率和抗干扰能力。     

一种快速获取GPS控制网精确WGS-84坐标方法

详细介绍了一种快速求取GPS控制网的精确WGS-84坐标的方法。首先选择三个天空通视条件较好、分布合理的控制网点,与附近的IGS跟踪站进行长基线相对定位或者直接进行静态精密单点定位,求得三点精确的WGS-84坐标,然后将这三个点作为已知点在WGS-84坐标系下进行三维约束平差,可求得控制网其它点精确的WGS-84坐标,这样求得网点的WGS-84坐标具有厘米级精度。