检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：吴维旺武汉大学

学位级别：硕士

随着智能手机的普及和全球卫星导航定位系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)技术发展,导航与定位已经成为智能手机必不可少的功能,超过一半的手机应用程序需要访问位置信息。考虑到智能可穿戴设备和手机的使用日益增多,大众... 详细信息

随着智能手机的普及和全球卫星导航定位系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)技术发展,导航与定位已经成为智能手机必不可少的功能,超过一半的手机应用程序需要访问位置信息。考虑到智能可穿戴设备和手机的使用日益增多,大众市场对于智能手机高精度定位的需求也越来越强烈。2016年起,通过谷歌Android API(Application Programming Interface),开发者可以从智能手机中实时获取GNSS伪距、载波相位、多普勒等观测值。并且在Android 9.0及以上的系统版本提供了关闭手机duty cycle的选项。这为智能手机使用有效的伪距和载波相位观测值,进行精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)提供了可能。此外,随着手机GNSS模块升级,越来越多手机开始配备双频甚至三频GNSS芯片,多频观测值可以构造线性组合消除电离层延迟误差,以获得更高的定位精度。但是智能手机采用低成本的线性极化天线,且使用场景复杂多变,这使得手机数据中具有粗差、周跳多、多路径影响严重的特点。传统测量型接收机的数据处理经验,并不适用于消费级的手机GNSS芯片。针对几款常见的双频智能手机Huawei Mate 20/30、Xiaomi 8,对其观测数据进行了质量分析,并提出一套适用于手机PPP的质量控制方案。开发了一款基于Android平台的实时PPP应用程序。对提出的质量控制方案进行了验证,并综合分析了手机PPP的定位性能。本文主要的工作和结论如下:(1)从信噪比、伪距单差残差、载波相位噪声等方面对手机观测数据进行全面深入分析。经分析发现,Mate 20和Xiaomi 8手机的伪距观测值精度相当,但是Mate 20/30的相位观测值精度要明显差于Xiaomi 8。(2)提出了一种适用于智能手机的联合周跳探测方法,并给出了相应的PPP质量控制方案。分析了不同手机API导出的ADRS(Accumulated Delta Range State)标识,发现Xiaomi 8的ADRS标识可以较好地标识相位观测值的周跳,而Mate20/30手机的ADRS标识无法进行周跳标识,采用相位历元差分法进一步探测漏探的周跳。结果表明,采用所提出的周跳方法,几款手机均可较好地探测出多维的小周跳。基于该方法,给出了一套手机PPP质量控制方案以及相应的阈值。(3)开发了一款基于Android平台的实时PPP应用程序。基于Java语言设计和开发了用户交互界面,并介绍了Android原始观测值的获取与生成、实时精密改正数据的接收、JNI(Java Native Interface)开发等技术的实现过程。(4)采用不同场景下的手机数据进行了质量控制算法的验证。结果表明,采用所提出的质量控制方案,手机SPP和PPP的定位精度均有一定提升。采用所提出的联合周跳探测方法,可以较好地探测出Xiaomi 8中ADRS标识漏探的周跳,以及较好地填补了Mate 20/30手机ADRS标识几乎无法标识周跳的问题。(5)综合分析了手机单频和双频、实时和事后PPP的定位性能。结果显示,Xiaomi 8双频PPP收敛后三个方向上的定位误差RMS分别为0.38m、0.28m、0.18m,其精度要略高于单频PPP。手机双频PPP具有一定的潜力,但是目前主要受限于观测值个数,其难以应用于实际定位场景。对于手机单频PPP,使用实时和事后产品导致的平面定位精度差异在0.1m左右,使用实时产品在高程方向上的定位精度要差一些,其主要由电离层产品的精度决定。总体上,采用质量控制优化的实时PPP算法,手机在静态场景和动态场景下可实现平面0.5-0.7m、1.5-2m的定位精度。

关键词： Android智能手机数据质量分析质量控制方法周跳探测实时PPP

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面向地震监测的GNSS组合MEMS加速度计测量特性研究

面向地震监测的GNSS组合MEMS加速度计测量特性研究

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作者：李成宏武汉大学

学位级别：硕士

地震是危害性最大的自然灾害之一,能够造成巨大的人员伤亡和财产损失。地震目前还难以进行短临预报预测,但理论上可以通过地震监测,在地震发生后及时进行地震预警。传统地震监测中,宽频地震仪在近场强震动情况下常常会限幅,而强震仪在... 详细信息

地震是危害性最大的自然灾害之一,能够造成巨大的人员伤亡和财产损失。地震目前还难以进行短临预报预测,但理论上可以通过地震监测,在地震发生后及时进行地震预警。传统地震监测中,宽频地震仪在近场强震动情况下常常会限幅,而强震仪在强震动下会受到仪器倾斜、旋转的影响,产生基线漂移等问题,难以恢复准确的地震位移信号。高采样GNSS能够直接解算出地心地固坐标系下的测站位移,能够获取低频乃至永久位移信号,且没有限幅和基线漂移问题,也成了近年来利用空间对地观测技术进行地震监测的重要手段。然而,GNSS位移噪声高于地震仪观测噪声几个数量级,不能捕捉微小量级的地表形变。鉴于GNSS和强震仪地震监测能够优势互补,弥补单一观测不足,近年来组合高采样GNSS和强震仪成为一种观测趋势。然而,中国强震台网和GNSS台网是单独布设的,较少有天然的GNSS与强震仪并置台站。在现有陆态网络GNSS台站基础上,本文利用低成本MEMS加速度计,并置安装到GNSS监测站上,组建云南区域GNSS与MEMS加速度计并置监测台网,并对监测台网GNSS与MEMS加速度计测量特性进行了分析。本文主要工作和贡献如下:***与MEMS加速度计地震监测网测量特性分析及数据处理。对2018-2019年云南GNSS与MEMS加速度计并置监测台网GNSS数据进行了质量分析,从数据完整率、信噪比、伪距多路径等方面分析,结果表明台网GNSS数据完整率较高。其中,YNHZ站数据质量较差,周跳较多,主要由观测环境较差造成;YNJP站L2上信噪比较差。利用Allan方差分析对MEMS加速度计数据进行了处理,结果显示,MEMS加速度计中主要随机噪声类型为高斯白噪声和闪烁噪声。利用开源软件PRIDE PPP-AR对台网2018年180天-2019年139天时间段各台站GPS数据分别进行了单天解及历元解定位处理。静态结果显示,水平定位精度在2～3mm,该时段内,地壳运动导致台站东向位移超过4cm,南向位移约1cm,并造成起伏可达3cm的垂直方向位移,并且模糊度固定率多在95%以上。动态结果显示,除YNHZ台站数据质量较差及YNJP台站部分天数据异常外,其余测站多数天能够达到单天水平方向RMS值1～3cm,垂直方向RMS值3～5cm的定位精度。结果表明GNSS获取了高精度的台站坐标。***与强震仪振动实验及震例验证。实施振动台实验,模拟不同频率振动信号对加速度计进行测试,并从信号功率谱密度和积分位移两方面对其低频测量特性进行分析,结果表明强震仪无法恢复低频位移信号,尤其是0.02Hz以下,而GNSS与强震仪融合后能够获取低至0.005Hz的时域和频域准确的低频位移信号。之后,对2016年新西兰MW 7.8 Kaikōura地震震例LK TA/LTZ并置站GPS和强震加速度数据进行处理,获取到了较准确的速度和宽频带位移信号。融合位移显示在东方向产生了7.5cm的永久位移,并且保留了低频位移信号,比强震加速度积分更加准确可靠。***与MEMS加速度计并置台网组建与地震监测案例分析。介绍了GNSS组合MEMS加速度计并置地震监测网组建的流程。基于台网监测到的实际地震案例,从时域、频域上对GNSS组合MEMS加速度计的速度、位移,及频率进行了分析。结果表明,MEMS加速度计足够灵敏,能够在震中距30km处记录到M3.5级地震;GNSS与MEMS加速度计融合速度仍然足够灵敏,能够探测P波到达时刻,并可以识别S波到达。融合位移由于受到1Hz GNSS噪声和解算精度的影响,难以探测微弱的位移信号。并置监测网震例结果表明,GNSS与MEMS加速度计融合结果能够在高频段保留MEMS加速度计高采样率、高灵敏度、高精度的优点,同时在低频段保留GNSS位移序列较为准确的低频乃至永久位移,从而能够在更大的频带范围获取准确的宽频带位移。结果能够为国内GNSS组合MEMS加速度计台网组建提供实践参考,也验证了MEMS加速度计并置GNSS地震监测网的有效性。

关键词： GNSS与强震仪数据融合 MEMS加速度计数据质量分析 GPS数据处理地震监测

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基于DOP值的定轨测站优选方法研究

基于DOP值的定轨测站优选方法研究

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作者：彭小强中国矿业大学

学位级别：硕士

地面测站的分布将直接影响导航卫星的轨道精度、卫星的跟踪观测和卫星的导航性能,具有导航卫星系统的国家都十分重视地面测站(测控网)的分布和建设。本文基于GNSS卫星定轨方程的DOP值,对地面测站最优分布的分布模型和筛选模型进行了研... 详细信息

地面测站的分布将直接影响导航卫星的轨道精度、卫星的跟踪观测和卫星的导航性能,具有导航卫星系统的国家都十分重视地面测站(测控网)的分布和建设。本文基于GNSS卫星定轨方程的DOP值,对地面测站最优分布的分布模型和筛选模型进行了研究。主要研究内容如下:(1)总结并给出了GNSS卫星系统的时空之间的相互转换关系,推导了GNSS精轨计算公式,给出了卫星轨道参数的精度评定函数。最后,依据精度评定函数分析影响GNSS定轨精度的主要因素:一是观测值权矩阵,主要是确定权矩阵方法对定轨精度的影响;二是卫星相对测站的几何分布。(2)以GNSS卫星定轨方程DOP值最小为原则,推导出一种用于衡量利用GNSS观测数据解算卫星轨道参数精度的指标函数ODOP。通过在三个区域(亚洲、亚洲和北美、全球)选取相同数目测站数据进行实验,验证了该指标函数的正确性。(3)以北斗卫星导航系统在全球选取地面测站为例,研究全球最优测站分布布设的理论与方法。首先以ODOP最小为准则,提出一种用于选站的网格寻优法。该方法选站与穷举法进行对比,验证了网格寻优法的正确性。但网格寻优法在选取多个选站时,需要耗费大量的计算时间。用遗传算法对网格寻优法改进,提出一种基于遗传算法的网格寻优法,该方法能够快速选取测站的最优分布位置,并对该方法的正确性和有效性进行了验证。最后,用该方法在全球选取了17个北斗地面测站,计算耗时大约35小时。(4)针对GNSS数据分析中心对快速、超快速轨道产品精度及时效性的要求以及全球测站分布不均匀性的现状,研究全球最优测站分布筛选的理论与方法。首先给出了数据质量分析的评价指标和公式,并依此编写了多系统数据质量分析软件。然后基于卫星定轨方程,推导了定轨最优测站数计算公式。最后,基于分网优化法,提出一种最优测站分布筛选模型。通过实验表明,最优测站分布筛选模型筛选出的72个最优测站的定轨精度与216个测站的定轨精度相当;解算72个最优测站所需时间约为解算216个测站所需时间的1/3。

关键词：地面测站最优分布 DOP值精度评定函数指标函数网格寻优遗传算法数据质量分析分网优化

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地磁暴期间电离层扰动监测及GNSS定位性能分析

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全球定位系统 2023年第5期48卷 71-78页

作者：桑文刚娄广振张兴国田茂荣张国威山东建筑大学测绘地理信息学院济南250101 济南市勘察测绘研究院济南250101 山东省国土测绘院济南250101

为分析磁暴期间电离层扰动规律及GNSS定位性能变化,基于国际GNSS服务(International GNSS Service,IGS)全球观测数据及全球电离层图(global ionospheric map,GIM),对2018年8月26日地磁暴事件引发的北半球地区电离层总电子含量(total ele... 详细信息

为分析磁暴期间电离层扰动规律及GNSS定位性能变化,基于国际GNSS服务(International GNSS Service,IGS)全球观测数据及全球电离层图(global ionospheric map,GIM),对2018年8月26日地磁暴事件引发的北半球地区电离层总电子含量(total electron content,TEC)异常变化和GPS定位性能进行分析.结果表明:北半球TEC异常存在纬度差异,高纬地区响应快,低纬地区异常值变化大,达12 TECU;磁暴期间高纬地区观测数据周跳变化明显,周跳比数值与磁静日相比最大下降61.84%;磁暴期间所有测站数据完整率下降,高纬地区下降响应快,下降严重,达38.65%,研究区所有测站数据完整率下降出现在磁暴恢复相,数据质量与TEC异常变化规律较为一致;对GPS双频动态精密单点定位(precise point positioning,PPP)结果进行分析发现,磁暴期间高纬地区测站定位误差显著增大,水平和垂直方向均方根误差(root mean squared error,RMSE)增至约0.7 m及1.8 m.

关键词：磁暴电离层监测电离层电子总含量(TEC) 数据质量分析精密单点定位(PPP)

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BDS-3卫星对BDS全球定位性能提升分析

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全球定位系统 2019年第6期44卷 35-45页

作者：张昆仑郭将武汉大学测绘学院湖北武汉430079 武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079

随着北斗卫星导航系统(BDS)建设与组网工作的不断推进,北斗3号(BDS-3)已开始提供全球定位服务,其定位性能是广大用户关注的主要问题之一.为了评价BDS在全球各地区定位可用性与精度,本文选取了全球范围内可接收北斗2号(BDS-2)与BDS-3卫... 详细信息

随着北斗卫星导航系统(BDS)建设与组网工作的不断推进,北斗3号(BDS-3)已开始提供全球定位服务,其定位性能是广大用户关注的主要问题之一.为了评价BDS在全球各地区定位可用性与精度,本文选取了全球范围内可接收北斗2号(BDS-2)与BDS-3卫星播发信号的44个静态观测站,分别使用BDS-2卫星与北斗2/3号(BDS-2/3)卫星的B1I与B3I信号及其无电离层组合观测值进行标准单点定位解算,同时使用广播星历解算BDS在全球范围的可见卫星数与位置精度因子(PDOP)分布情况.结果表明,相对于BDS-2卫星,BDS-3卫星可以在全球范围内增加2~4颗可见卫星,同时减小了PDOP值和定位结果噪声,将BDS服务范围从亚太地区进一步扩展至全球.另外,全球参考站双频无电离层组合可实现水平方向1.5 m、高程方向3 m的定位精度,单频定位也可实现水平2.5 m,高程4 m的定位精度.本文还进行了手持动态实验,结果表明,BDS-2/3动态条件下可实现水平方向约2 m、高程方向约4 m的定位精度.总的来说,目前BDS可以实现全球水平方向优于2 m,垂直方向优于4 m的伪距单点定位,满足绝大部分全球用户的定位需求.

关键词：北斗2/3代联合解算伪距单点定位全球服务数据质量分析

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战时叙利亚地区GPS定位结果分析

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测绘科学与工程 2018年第4期38卷 19-25页

作者：刘苗苗焦文海贾小林长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054 北京跟踪与通信技术研究所北京100094 西安测绘研究所陕西西安710054

本文利用实测数据对2018年4月美国军事打击前后叙利亚地区的GPS性能进行了分析,结果表明,战前距离大马士革最近的BSHM测站的GPS信号受到干扰,其定位性能受到影响。作为应对措施,在此期间,GPS进行了L2P码信号增强,增强后干扰的影响减弱。

关键词： GPS 标准单点定位定位精度数据质量分析导航战

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北斗在安全监测中的应用与分析

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资源环境与工程 2024年第1期38卷 111-119页

作者：刘勇邹浩傅清心张攀湖北省地质局第三地质大队湖北黄冈438000 资源与生态环境地质湖北省重点实验室湖北武汉430034

随着国家和行业对地质灾害防治以及工程地质形变安全保障工作的不断重视,安全监测所起到的至关重要的作用被凸显出来。以国内某工程为例,基于北斗卫星导航系统开展三维形变监测,结合北斗基准站和监测站1个月的观测数据,参考相关精度指标... 详细信息

随着国家和行业对地质灾害防治以及工程地质形变安全保障工作的不断重视,安全监测所起到的至关重要的作用被凸显出来。以国内某工程为例,基于北斗卫星导航系统开展三维形变监测,结合北斗基准站和监测站1个月的观测数据,参考相关精度指标,对北斗观测数据质量与监测站三维形变进行综合分析评价。结果显示,北斗观测值的数据质量相比于GPS表现更加稳定,两种类型国产接收机性能表现基本相当;2个区域12个监测站北斗监测的内符合精度平面优于高程,且均能够满足3 mm的监测精度需求。该研究可为地质灾害防治、工程地质形变监测等领域提供一定的技术支撑。

关键词：北斗卫星导航系统安全监测数据质量分析三维形变分析内符合精度

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地磁暴期间电离层监测及不同GNSS观测模式下受扰分析

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工程勘察 2024年第6期52卷 57-64页

作者：王尚娄广振北京中天路通智控科技有限公司北京100124 山东建筑大学测绘地理信息学院济南250101

基于IGS全球观测站观测数据及IGS电离层格网数据,分析了2018年8月26日地磁暴事件引发的北半球地区电离层总电子含量(TEC)异常变化和观测数据质量变化。结果表明,北半球TEC异常存在纬度差异,高纬地区响应快,低纬地区异常值变化大;磁暴期... 详细信息

基于IGS全球观测站观测数据及IGS电离层格网数据,分析了2018年8月26日地磁暴事件引发的北半球地区电离层总电子含量(TEC)异常变化和观测数据质量变化。结果表明,北半球TEC异常存在纬度差异,高纬地区响应快,低纬地区异常值变化大;磁暴期间高纬地区观测数据周跳变化明显,数据完整率在北半球范围内都有下降,最大下降出现在高纬地区,达38.65%,数据质量与TEC异常变化规律较为一致。对GPS双频精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)结果进行分析,发现磁暴期间高纬地区测站动态PPP定位误差显著增大,水平和垂直均方根误差增至约0.7m及1.8m,静态PPP部分测站受影响。RTK观测在磁暴期间也存在受影响的可能,表现为固定率下降,定位误差增大。

关键词：磁暴电离层TEC 数据质量分析精密单点定位 RTK

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低成本μ-blox单频多系统GNSS接收机的定位性能分析

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全球定位系统 2019年第4期44卷 82-88页

作者：龙驰宇温强武汉大学测绘学院湖北武汉430079 武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079

随着大众市场对高精度定位需求增加,基于低成本小型化设备的全球卫星导航系统(GNSS)高精度定位成为研究热点之一.本文以低成本多系统GNSS接收机μ-blox M8P型号为例,分析其观测数据质量,研究其伪距单点定位和单频载波相对定位的定位性... 详细信息

随着大众市场对高精度定位需求增加,基于低成本小型化设备的全球卫星导航系统(GNSS)高精度定位成为研究热点之一.本文以低成本多系统GNSS接收机μ-blox M8P型号为例,分析其观测数据质量,研究其伪距单点定位和单频载波相对定位的定位性能和特点,为低成本GNSS接收机高精度定位应用提供参考.实验结果表明,与测量型接收机相比,μ-blox输出GNSS观测值的载噪比略小,伪距和载波相位的测量噪声较大.静态模式下,μ-blox的单频载波相对定位(基线长度约为430 m)可以提供厘米级的定位精度;城市环境动态模式下,其单频载波相对定位可提供亚米级至米级的定位精度.信号受限环境下,GPS/GLONASS双系统能够提供更稳定的定位结果.

关键词： GNSS 单频低成本μ-blox接收机数据质量分析高精度定位

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基于BDS的RTK模式定位精度分析

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山西建筑 2021年第10期47卷 170-173页

作者：杨泰朋宣善钦刘流国网安徽省电力有限公司建设分公司安徽合肥230022

基于BDS观测数据,首先从数据完整率、信噪比、多路径延迟、电离层变化率等四个方面评价了BDS-3卫星观测数据质量,其次,基于GPS L1/L5,Galileo E1/E5a信号,对BDS-3 MEO观测数据进行了对比分析,最后,采用RTK定位模式,分别采用固定基线与... 详细信息

基于BDS观测数据,首先从数据完整率、信噪比、多路径延迟、电离层变化率等四个方面评价了BDS-3卫星观测数据质量,其次,基于GPS L1/L5,Galileo E1/E5a信号,对BDS-3 MEO观测数据进行了对比分析,最后,采用RTK定位模式,分别采用固定基线与动态轨迹检测法,通过与全站仪所测结果进行对比,对BDS定位精度进行测试与分析。结果表明,BDS-3新信号与GPS,Galileo质量相当甚至更优,RTK模式定位精度可实现厘米级,完全能满足用户的日常定位需求。

关键词： BDS-3 数据质量分析 RTK定位精度分析

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