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会议信息

  • 会议名称：

    第十届中国卫星导航学术年会

  • 召开年： 2019
  • 召开地： 北京
  • 会议文集： 第十届中国卫星导航学术年会论文集
  • 主办单位： 中国卫星导航学术年会组委会
  • 出版时间： 2019-05
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共149条结果
  • 1.

    移动通信信号三维定位中病态方程的遗传求解算法

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    摘要：移动通信基站高程差较小,利用传统的Caffery方法定位时,系数矩阵求逆容易产生病态而导致定位误差较大.针对上述问题,本文探讨了一种基于遗传算法优化病态方程的方法,分析了移动通信信号三维定位中病态问题的来源,研究了遗传算法优化方法及相关参数的选取.通过将最小二乘定位结果作为遗传算法优化的初始种群,利用未知点与相邻已知点的距离倒数作为适应度函数,自适应选择遗传算法运行参数进行解算.最后,为加快算法收敛速度的同时减小种群规模和迭代次数,探讨了多阶遗传优化方法,并给出了其优化精度,其中最小二乘定位RMS为2756.5m,通过两次遗传算法优化RMS分别为42.0m和6.7m,实验表明多阶遗传优化可有效解决病态方程问题.
  • 2.

    基于超宽带无线通信技术的无线时钟同步

    包量

    摘要：无线时钟同步问题一直是无线传感器网络领域中的一个研究热点.无线传感器网络通常需要完成测量、控制、通信等任务,这些应用通常要求无线传感器网络节点之间的时钟达到一定的同步精度.因此无线同步问题的研究对提高无线传感器网络性能具有重要意义.传统无线通信技术Wi-Fi、蓝牙等同步精度最高只能达到微秒级,又因为性能、能耗、储存空间、计算性能、成本等方面的约束,传统高精度时间同步方法,例如GPS无法应用于无线传感器网络.因此急需一种适用于无线传感器网络的高精度无线同步技术,在此背景下本文提出了一种基于超宽带无线通信技术的高精度时钟同步平台,同步精度可以达到亚纳秒.同时在此平台的基础上研究了无线网络延时和丢包问题对同步系统稳定性的影响.利用马尔科夫跳变系统模型及其相关理论,得到了系统稳定性条件.
  • 3.

    全轨道式卫星导航室内立体信号环境构建技术

    包量

    摘要：构建卫星导航室内立体信号环境是对带有自适应调零天线的卫星导航接收机进行性能全面测试与抗干扰试验研究的基础与前提.针对这一应用需求,在对传统的多点固定式辐射模拟、多点支架摆放式辐射模拟和基于空间离散采样的穹顶式辐射模拟等信号环境构建技术进行简要介绍的基础上,结合卫星导航系统星座设计特点,以卫星运行轨道面为基础,提出了全轨道式卫星导航室内立体信号环境构建方法,对该方法的基本原理与技术途径进行了详细的论述,并以GPS卫星星座为例,给出了可二维旋转的半圆轨道组合的立体信号环境构建方案,解释了在此条件下可对地球表面任意一点位置处的各颗导航卫星信号来波方向信息进行精确复现的机理.该技术具有模拟精确度高、测试完备性强、应用适应面广等突出优点,适合于对空间信号来波方向检测条件严格要求的测试应用.
  • 4.

    基于机会信号辅助的精密单点定位技术研究

    包量

    摘要：精密单点定位算法(Precise Point Position,PPP)是一种利用高精度卫星星历和钟差,采用非差模型进行单点定位的方法,其处理已经达到了dm级到mm级的精度,一般静态处理外符合精度cm级,动态处理精度dm级.与静态PPP相比,动态PPP在多路径效应、对流层延迟改正等误差改正方面更为复杂,在探测、修复周跳和整周模糊度的确定方面也更为困难.由于动态PPP与静态PPP的的处理方式之间的差异性,导致PPP不能在复杂情况下进行动态与静态算法之间灵活切换.本文利用数字广播电视信号(DTV),和惯性测量模块(IMU),对PPP算法中载体运动状态进行辅助评估,设定一定阈值,利用DTV与IMU耦合模型修正并解算出相关状态矢量值,通过阈值判定校正,从而解算出载体运动状态,再利用相关PPP算法进行定位求解.结果表明,一般情况下PPP动态或静态的算法应用场景是固定的,本文提出的辅助测量分析方法可以运用在各个场景中,解决了运用PPP定位算法的灵活性限制的问题.
  • 5.

    WAAS和MSAS增强定位性能评估与分析

    包量

    摘要：本文针对目前已经建成的美国WAAS(Wide Area Augmentation System)和日本MSAS(Multi-Functional Satellite Augmentation System)两个在不同地区建立的星基增强系统,简要介绍了SBAS的组成与功能,对RTCA规定的增强与完好性电文进行解析,并研究卫星轨道、钟差、电离层延迟的处理流程,基于国际GNSS服务组织(IGS)提供的站点GPS实测数据,下载WAAS电文及采集MSAS电文数据,对WAAS和MSAS在服务覆盖区域内外的增强服务定位精度进行了对比分析.结果表明,在WAAS和MSAS服务覆盖范围内,与GPS基本导航服务相比,SBAS定位可实现20%到50%的精度提升,而在WAAS和MSAS服务覆盖范围外,精度提升有限,甚至变差,经分析是由于在区域外采用SBAS电离层改正参数效果不佳,而且距离越远,精度改善程度越差.基于无电离层组合模式的双频载波精密单点定位收敛后一般可实现60%以上的精度提升,本文也给出了多方面的解决方法.
  • 6.

    基于高精度定位的环卫车辆监管平台设计与实现

    包量

    摘要：随着我国社会经济的快速发展,传统车辆定位监管系统的运行,受限于定位精度,在特定的场景中,无法提供更为精准的车辆监控定位.同时,随着环卫车辆数量增加、种类增多,如何科学、高效地监管环卫车辆,成为当前需要研究和解决的问题.本文基于高精度定位,运用现代化信息技术手段,建设环卫车辆监控平台.该平台基于智慧城管云平台,综合利用GPS卫星定位、北斗定位系统、地理信息系统、视频监控等相关技术,获取环卫车辆实时位置、告警数据、作业状况等各类监控信息,并进一步结合道路信息生成环卫车辆作业预案,完成环卫车辆任务调度.同时,平台结合天气状况、道路等级、环卫作业标准等,分析环卫车辆作业质量,实现全方位车辆监管的动态化、数字化、网络化和空间信息可视化,最终为各环卫部门提供一体化的环卫车辆监管服务,提高环卫车辆管理和执行作业任务的效率,降低作业成本.
  • 7.

    基于矢量跟踪的城市环境下非视距信号的检测和修正

    包量

    摘要：在城市环境中,周围高层建筑引起的多径和非视距(Non-line-of-sight,NLOS)信号的影响较为严重,导致全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的定位性能较差.为减小或消除这些影响,已有多种技术被提出,例如基于接收机的信号处理设计,复杂的天线设计,观测量质量检验等.这些方法存在一定的缺点,例如信号处理较为复杂或者需要硬件支持.此外,这些方法对NLOS接收造成的误差没有显著提升效果.矢量跟踪是一种检测NLOS信号的有效技术.信号跟踪和导航解算的结合使得矢量跟踪对信号干扰和衰减具有更强的抑制作用.已有的研究主要集中在NLOS接收信号的检测和消除.然而,在城市地区信号遮挡较为严重,卫星的可用性是一个关键问题.NLOS信号的消除会进一步降低卫星可用性.因此,本文在使用矢量跟踪技术检测到NLOS信号后,对其误差进行修正并应用于定位解算.由于矢量跟踪根据测量值和系统方程估计伪码延迟,因此环路不会锁定NLOS信号,并可从相关器输出值中提取NLOS的修正量.为验证所提方法的性能,使用视距信号消除算法模拟NLOS接收信号.该算法从接收信号中提取一路视距信号并在加入一定延迟后重新加入原始信号.结果表明,NLOS信号的检测和修正能在没有额外辅助的前提下精确检测NLOS信号且能显著提高定位性能.
  • 8.

    一种铁路场景的多源导航仿真验证平台设计

    包量

    摘要：本文设计了多源导航仿真验证平台中一种典型应用场景——铁路场景的设计方法,完成了多源导航仿真验证平台的架构设计,着重介绍了基于Qt的平台控制界面的设计、STK(Satellite Tool Kit,卫星工具包)场景的设计以及基于数据库的系统数据交互的设计.最后,基于本文设计的3D铁路场景中预设的五种典型应用阶段的五种导航手段(或传感器)的合理利用通过计算给出最优的导航结果,并给出导航手段(或传感器)的可用性分析和精度评估的结果.仿真结果表明,本文设计的一种铁路场景的多源仿真验证平台建成后能够贯穿导航产品开发的全生命周期,从用户需求分析、前期仿真、设计、算法验证,到半物理仿真与验证,直至成品的测试,在各阶段都可以进行充分的论证,可为用户提供半制定化的相关服务.
  • 9.

    LEO星座增强BDS的误差建模与数据分析

    包量

    摘要：低轨(LEO)卫星由于其轨道低、位置变化快且成本较低等特点常被用作通讯卫星,作为目前的商业和科研热点之一具有很大的发展潜力.目前在轨LEO卫星数量庞大,如果能将其运用到导航、定位、授时服务中将有效提高传统GNSS服务的质量.本文针对LEO通讯卫星用于GNSS增强定位中存在的算法研发、应用验证等数据仿真问题研究了观测值仿真中的各类误差的建模方法,给出了数据仿真流程,实现了对卫星真实运行情况的还原.提出了结合BDS广播星历基于STK软件对GNSS和目前常用的LEO卫星星座进行仿真的方法,分析了不同轨道类型的LEO卫星对定位增强的效果,最终选取铱星(Iridium)系统6个近极轨道、各轨道面11颗星座的模型作为研究对象.本文利用LEO卫星和BDS加入误差模型后的仿真观测值对LEO卫星增强定位的效果进行验证.实验表明,加入LEO卫星可以有效改善定位时卫星的几何分布PDOP值.研究结果对未来合理利用大量在轨商用LEO卫星提供参考,具有一定的实用价值.
  • 10.

    基于TDD模式下的开环跟踪方法研究

    包量

    摘要：随着5G通信技术的发展,TDD制式发展迅猛.而传统基于FDD制式的闭环跟踪方法已无法满足室内定位的需要.针对上述问题,本文提出了一种对时分码分正交频分复用(Time&Code Division-Orthogonal Frequency Division Multiplexing,TC-OFDM)信号间歇跟踪的开环跟踪方法.仿真和实验结果表明,该算法可使TC-OFDM定位接收机以在较小的占空比下稳定跟踪信号,实现更好的跟踪精度性能.
  • 11.

    基于自适应平滑滤波的低成本惯性/卫星组合导航普适性分析

    包量

    摘要：高集成、模块化、嵌入式的低成本惯性/卫星组合导航系统被广泛用于导航位置信息的确定,低成本惯性传感器表现出的误差可通过卫星提供的信息进行修正补偿.针对依据动态过程中低成本惯性/卫星组合导航系统的先验信息,无法设定常规扩展卡尔曼滤波器中测量噪声和过程噪声固定参数,导致定位精度提升有限的问题.提出一种修正新息自适应滤波和渐消自适应Kalman滤波的方法,同时适应过程噪声协方差和量测噪声协方差,达到有效抑制滤波发散的目的；通过推导15状态组合导航系统状态方程,给出低成本惯性/卫星模型；利用Rauch-Tung-Striebel(RTS)平滑器,采用15状态扩展卡尔曼滤波器作为后向滤波器,提高事后导航系统确定的精度,进而最佳动态估计位置信息.飞行器仿真结果表明,相较于常规扩展卡尔曼滤波器,自适应平滑滤波器具有较好地动态跟踪能力以及更好的鲁棒性和稳定性,有效提高低成本惯性/卫星组合导航系统的精度和可靠性.
  • 12.

    地震前电离层TEC和NmF2扰动研究综述

    包量

    摘要：自上世纪60年代科学家发现电离层扰动与地震发生具有关联性以来,震前电离层TEC与NmF2扰动就成为了一个新的地震预测的研究方向.随着全球定位系统(GPS)的建立和不断完善以及21世纪头10年,各国建立的专门用于监测电离层变化的空间系统投入使用,人们对于地震和电离层扰动之间的关系认识更加深刻,研究方法更加多样化,研究成果更加全面和可靠.本文介绍了地震前电离层TEC和NmF2扰动的研究方法和结论.
  • 13.

    基于北斗Ⅲ号地基增强的ADS-B系统设计与实现

    包量

    摘要：随着民航运输业的迅猛发展,空中交通流量急剧增加,飞行安全问题日益突出,广播式自动相关监视(ADS-B)由于可以提供空-空、地-空监视而显著提高飞行安全性水平,在民航运输及飞行训练中得到广泛的应用,是民航新技术重点推广的未来主流监视技术.目前,ADS-B过于依赖GPS导航数据源存在精度低和可靠性差的问题,理论上可以通过基于北斗Ⅲ号的CORS差分站地基增强定位技术提供更精确的位置数据来提高ADS-B导航性能.本文设计了基于北斗Ⅲ号CORS站地基增强定位差分技术的ADS-B系统,以此搭建系统原型机并进行了静、动态测试和数据分析.结果表明本文所设计的ADS-B系统,能实现实时dm～cm级ADS-B导航数据源,系统稳定、准确、可靠运行,可为后续进行ADS-B的性能优化和适航产业化工作提供支持.
  • 14.

    星基增强系统和广域精密定位系统技术体制对比

    包量

    摘要：随着全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的不断发展,各类基于GNSS的差分服务系统层出不穷,广泛地服务于不同需求的用户.广域差分系统主要通过GEO卫星广播等方式,能够同时向大面积服务范围内的用户提供实时差分服务,提升GNSS的实时服务性能,由于覆盖范围和实时性的优势,广域差分系统被广泛建设应用.目前使用中的广域差分系统,可以根据建设需求分为两大类:一类为面向实时高生命安全和完好性需求的星基增强系统,另一类为面向高精度需求的广域精密定位系统.本文通过对比两类系统在建设需求、系统架构、服务性能、标准规范等方面的差异,总结分析二者技术体制的不同之处,探索两类系统可能的技术发展和研究方向,期望对后续研究和工程实现能够有所帮助.
  • 15.

    基于数据驱动的RegEM算法在GPS坐标时间序列插值中的应用

    包量

    摘要：在GPS坐标时间序列分析中,合理、有效地对缺失数据进行填补是必须要解决的现实问题.当今学者研究大多采用基于纯数学模型的插值算法,如正交多项式法、三次样条法、拉格朗日法等,这些算法没有考虑到GPS坐标时间序列的物理背景.为了解决上述问题,本文将一种基于数据驱动的的RegEM算法应用于GPS坐标时间序列,该方法不依赖于外部数学模型,不引入外部先验信息,已经广泛应用于气候数据补缺填补.本文分别采用不同缺失比例的数据,比较RegEM与传统方法的插值效果.实验表明:对于不同缺失比例的数据插值,该算法插值效果均优于传统方法,在大量数据缺失的情况下优势最为明显.
  • 16.

    基于AprilTag的视觉定位方法研究

    包量

    摘要：随着计算机视觉科学领域的逐渐发展,视觉导航技术已经成为继无线电导航、惯性导航等又一稳定可靠的导航手段.视觉导航技术具有高自主性、无源性、低成本性等特点,并且可以很好地解决电磁干扰等问题,既可以作为一种独立的导航手段,又能够与现有的导航方式相结合,互为补充.视觉导航技术的核心是视觉定位技术,如何有效提高视觉定位精度是当前所面临的重要问题.现有的视觉定位技术分为基于自然场景识别和基于人工地标识别两种.基于人工地标识别的方式通常具有更高的识别率以及更好的鲁棒性,而AprilTag系统正是其中的佼佼者.AprilTag具有很好的开源特性,可以通过对源代码的修改来实现不同的算法,满足不同场景的需求.本文首先对相机进行标定,并设置合适的AprilTag图标,在此基础之上,修改核心算法,满足基于图标坐标系的相机定位要求并进行实验.实验结果表明,在提供少量先验信息的条件下,可以得到较高精度的相机定位坐标,并且距离图标越近,其定位精度越高.
  • 17.

    基于实时滑动窗口的地表土壤含水量估算方法研究

    包量

    摘要：全球定位系统干涉反射测量是一种新型的遥感技术,可用于估算近地表土壤水分含量.为解决GPS卫星的有效选取和模型最佳输入变量问题,本文提出了一种基于实时滑动窗口的地表土壤含水量估算方法.首先通过低阶多项式拟合,分离GPS卫星直射和反射信号；再建立卫星反射信号正弦拟合模型,获取相对延迟相位；然后建立滑动窗口,选取各卫星的相对延迟相位,确定模型的最佳输入变量集.最后通过支持向量机模型实现土壤湿度的滑动式反演.经美国板块边界观测计划PBO提供的监测数据,对比分析利用滑动窗口和没有利用滑动窗口反演土壤湿度的效果.经实验表明:土壤湿度问题可作为非线性事件处理,采用实时滑动窗口反演是可行和有效的.
  • 18.

    卫星导航产品NQI资源库分析与应用展望

    包量

    摘要：NQI资源融合了国家计量、标准、检验检测、认证认可四类资源,实现资源共享.导航产业是我国战略性新兴产业,其技术发展与人们的生活息息相关.但目前存在关键技术参数缺乏沟通、联动,因此,开展卫星导航产品NQI资源库分析,通过采集卫星导航产业示范应用数据,按照详细的参数、性能指标进行分类整理,建成导航行业示范应用数据库以及卫星导航产品标准库,有效提高信息开放共享程度,是对卫星导航行业进行示范应用的一次重要探索.
  • 19.

    基于“北斗二号”的语音通信多卡用户机的设计与实现

    包量

    摘要：\"北斗二号\"卫星导航系统是中国自主研发的定位导航系统,不仅能够实现定位导航功能,还具备北斗独有的短报文通信功能,使得北斗用户机可以在卫星覆盖区域内进行双向通信.但\"北斗二号\"卫星系统受到单次通信容量和通信频度限制,无法完成语音通信,且体积过大不便携带.本文提出的北斗语音通信多卡用户机的设计方案,是一种新型的智能化、小型化的北斗用户机.本方案将北斗RDSS模块,语音压缩编解码,虚拟多卡通信重发策略,嵌入式软硬件技术,多数据处理接口相结合,在原有北斗用户机通信定位的基础上实现语音通信.其最大的优势是在极端恶劣无移动信号覆盖的环境下,依然可以与外界进行语音通信.结合试验对语音数据进行分析,在极端恶劣的环境中北斗语音多卡用户机能顺利进行较高质量的语音通信.该设计使北斗用户机有了更为广阔的应用前景,为野外测量,救灾抢险等应用提供安全的语音服务.
  • 20.

    引入载波相位的多状态约束TC-OFDM/INS组合导航系统

    包量

    摘要：针对组合导航系统在军民各领域广泛应用的特点,相对于传统的组合导航系统,本文提出了一种引入载波相位的多状态约束TC-OFDM/INS组合导航算法,用于TC-OFDM室内定位系统.在紧组合系统中,在状态量中加入了多个位置状态,增强了其不同时刻位置之间的关联和约束性,并将载波相位误差添加到卡尔曼滤波器的观测量中,实时矫正INS和定位接收机的误差.最后进行了仿真实验.实验结果表明:对比没有引入载波相位和多状态约束的组合导航算法,本算法能够有效提升定位精度和性能.
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