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导航定位学报/Journal Journal of Navigation and PositioningCSCDCSTPCD北大核心
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    城市环境下多系统PPP/INS定位测速性能分析

    赖路广赵冬青李林阳杨朝永...
    89-97页
    查看更多>>摘要：为了进一步提升动态环境下的组合导航定位测速的精度,对城市环境下多系统精密单点定位(PPP)/惯性导航系统(INS)定位进行测速性能分析:基于消电离层组合PPP模型构建松、紧组合PPP/INS模型,利用卡尔曼滤波实现PPP/INS定位测速算法;然后通过车载实测数据验证PPP/INS模型的定位测速精度,并分析全球定位系统(GPS)/INS松、紧组合,GPS+伽利略卫星导航系统(Galileo)/INS松、紧组合和GPS+格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)+Galileo/INS松、紧组合的定位、测速性能.结果表明,PPP/INS的定位精度在观测卫星数目较多的情况下可达到厘米级,测速精度可达到亚厘米级;在城市环境中采用多卫星系统组合是改善精度的一个重要途径,在观测卫星数目较多的情况下松组合与紧组合精度基本相当,全球卫星导航系统(GNSS)观测状况不佳时,紧组合与松组合模式相比精度可有明显提高;不同卫星系统下,紧组合较松组合的测速精度均能有所提高.

    消电离层组合精密单点定位(PPP)/惯性导航系统(INS)松组合(LCI)紧组合(TCI)定位精度测速精度

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    多天线GNSS/声学测距组合定位优化模型

    肖圳韩保民薛树强卞加超...
    98-105页
    查看更多>>摘要：针对多天线技术在全球卫星导航系统(GNSS)组合声学测距应用中存在解算效率不高的问题,提出多天线GNSS/声学组合定位模型和虚拟天线GNSS/声学组合定位模型:采用精准化天线位置的方式实现高效率解算;然后通过水下定位仿真实验,对比分析虚拟天线定位模型与多天线定位模型.结果表明,在海底定位精度方面,虚拟天线定位模型与多天线定位模型相近,多天线定位模型及虚拟天线定位模型优于传统单天线定位模型;在解算效率方面,虚拟天线定位模型优于多天线定位模型,虚拟天线定位模型处理耗时180.020 s,多天线定位模型处理耗时50.257 s,解算效率提升约3.6倍.

    水下定位组合观测单天线多天线虚拟天线

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    BDS对天津不同强度降雨的响应研究

    时赛男王潜心
    106-114页
    查看更多>>摘要：为了进一步提升全球卫星导航系统(GNSS)探测大气水汽信息进行短临极端天气预警预报的精度,进行北斗卫星导航系统(BDS)对天津不同强度降雨的响应研究:选取天津市多个连续运行参考站(CORS),基于天津市2023年8月1日至23日发生的多次降雨,使用北斗卫星导航系统(BDS)数据反演大气可降水量(PWV);并研究其对不同强度降雨的响应机制.结果表明,以第五代大气再分析数据集(ERA5)探测的PWV作为参考值,BDS PWV的标准差(STD)和均方根(RMS)误差均小于2.86 mm,其精度与全球定位系统(GPS)反演的PWV相当;不同强度降雨发生前,PWV均快速陡增且其增量与降雨强度呈正相关;利用PWV的持续增加时间阈值10 h与其增量阈值20 mm,可对天津市不同强度降雨实现有效预测,对强降水尤其极端强降水事件的预警具有重要意义.

    北斗卫星导航系统(BDS)天津连续运行参考站(CORS)天顶总延迟(ZTD)大气可降水量(PWV)降雨量

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    基于Kalman滤波的实时电离层产品综合及精度分析

    宋佳明刘志强王虎王亚峰...
    115-124页
    查看更多>>摘要：为了进一步研究实时全球电离层图(RT-GIM)产品在全球卫星导航系统(GNSS)实时精密定位、实时空间天气监测等领域中的应用,提出一种卡尔曼(Kalman)滤波结合球谐函数模型的实时电离层产品综合方法:对中国科学院(CAS)、武汉大学(WHU)以及国际GNSS服务组织(IGS)综合RT-GIM产品精度和可用性进行评估;并综合所评估的实时状态空间表述(SSR)数据流产品及欧洲定轨中心(CODE)电离层预报产品,分别生成实时综合产品(KRT-GIM)及预报综合产品(KPR-GIM).实验结果表明,KRT-GIM可有效避免单一实时电离层产品数据流中断影响,与CAS RT-GIM产品相比,综合后重建的垂直总电子含量(VTEC)估值精度平均绝对误差和均方根误差分别降低0.29个和0.38个总电子含量单位(TECU);与IGS RT-GIM相比,KRT-GIM在太阳活动活跃期实时单频精密单点定位的平面和高程方向定位精度分别提升13.9％和7.7％;在太阳活动平静期,KPR-GIM产品与IGS RT-GIM产品的精度较为接近,可用于实时数据流全部中断时为实时用户提供电离层产品连续服务.

    实时全球电离层图(RT-GIM)卡尔曼滤波球谐函数模型状态空间表述实时单频精密单点定位

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    预测全球电离层的多通道ConvLSTM模型

    陈鑫鑫李淑慧陈栋胡翔宇...
    125-131页
    查看更多>>摘要：为了进一步提升导航高精度实时定位的精度,提出一种预测全球电离层的多通道ConvLSTM模型:根据全球电离层地图(GIM)时空变化非线性的特征以及电离层总电子含量(TEC)与太阳活动和地磁活动的相关性,提出以行星际三小时磁情指数(Kp)、太阳黑子数(SSN)以及TEC作为多通道输入的基于编码器-解码器的卷积-长短期记忆神经网络(ConvLSTM)模型;然后将2018-2020年的电离层TEC及相关数据作为数据集,提前1 d预测GIM.结果表明,基于多通道输入的模型在预测任务上具有显著优势,且不同输入的ConvLSTM模型皆优于欧洲定轨中心1 d预报GIM(C1PG)模型;在地磁平静期和磁暴期,多通道输入的模型表现良好.

    电离层总电子含量多通道卷积网络长短期记忆神经网络预测

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    顾及河流流向的GNSS-R流速反演

    关昕柯福阳王萍黄炜...
    132-138页
    查看更多>>摘要：针对传统的河流流速测量方法存在价格昂贵、维护困难或不准确等问题,提出一种顾及河流流向的GNSS-R流速反演方法:指出河流流向和反射几何构型会对GNSS-R流速反演造成影响,并利用GNSS信号相对反射面运动产生的多普勒效应进行流速测量;然后引入声学多普勒流速剖面仪(ADCP)实测数据对反演结果进行验证,分析不同几何构型下,散射效应对于多普勒频移的影响,并完善GNSS-R河流流速反演方法.实验结果表明,后向构型时,反演的河流流速值一般大于前向构型;基于后向构型的多普勒频率差对河流流速进行反演的结果与实测流速值变化趋势相近,但由于多普勒频率难以准确捕获的原因,反演中误差较大.

    全球卫星导航系统反射测量(GNSS-R)流速测量散射几何构型河流流向多普勒频率

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    不同极化方式天线对GNSS-IR高度反演的影响

    刘续王式太钟振华殷敏...
    139-148页
    查看更多>>摘要：为了进一步探讨不同极化方式的天线对低成本接收机全球卫星导航系统干涉反射技术(GNSS-IR)高度反演的影响,采用智能手机荣耀60、u-blox M8N GNSS模块搭载圆极化低成本天线及测量型接收机中海达V90分别进行高度反演.结果表明,不同的天线极化方式使接收机信噪比(SNR)呈现不同的特性,线极化天线SNR震荡幅度和震荡区间更大;智能手机和低成本接收机均可用于GNSS-IR高度反演,其精度和测量型接收机相当甚至更优;3种设备中,加载线极化天线的荣耀60高度角可用区间范围更大,反演结果数更多,反演精度最高;对于线极化天线,不同的天线方向反演精度也不相同,其中水平放置时反演精度最高.因此,在进行GNSS-IR高度反演时,选择合适的接收机、合适极化方式的天线及其放置方向可更好地兼顾成本和反演精度.

    全球卫星导航系统(GNSS)-干涉反射技术(IR)低成本接收机天线极化方式圆极化天线线极化天线

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    基于BIC-PCA和LMD的朔黄铁路边坡变形预测方法

    胡方磊
    149-155页
    查看更多>>摘要：针对全球卫星导航系统(GNSS)监测数据处理中噪声抑制和变形信息提取精度不高等问题,提出一种联合使用贝叶斯信息准则(BIC)-主成分分析(PCA)和局部均值分解(LMD)的GNSS铁路边坡变形数据处理及信息提取方法:考虑PCA主分量个数确定,将贝叶斯信息准则引入PCA建立BIC-PCA模型;进而利用BIC-PCA对变形监测数据进行分析,实现噪声抑制;然后利用LMD算法对噪声抑制后的监测数据进行分析,从中提取周期项、趋势项和波动项等隐含的变形信息;最后建立支持向量回归(SVR)模型,对未来变形趋势进行预测.实验结果表明,所提方法预测精度较高且噪声稳健性较强,预测结果的均方根(RMS)误差和平均预测误差(APRE)分别为6.30和7.26,远小于反向传播(BP)神经网络和灰色GM(1,1)模型.

    全球卫星导航系统(GNSS)铁路边坡变形预测数据分析噪声抑制局部均值分解(LMD)

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    CEEMDAN-CNN-BiLSTM混合模型矿区地表沉降预测

    王凯肖星星余永明贾庆磊...
    156-163页
    查看更多>>摘要：为了进一步发挥全球卫星导航系统(GNSS)实时监测优势,对时序数据中的潜藏特征与隐藏信息进行深度挖掘,提高地表沉降预测精度,提出基于自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)、卷积神经网络(CNN)和双向长短期记忆网络(BiLSTM)的CEEMDAN-CNN-BiLSTM混合地表沉降预测方法:以皖北某大型煤矿开采工作面与工业广场区域为验证对象,对比分析稳定区域和重点监测区域数据形态;然后基于CEEMDAN重构监测站高程数据分量,输入CNN模型提取分量隐含信息;最后构建BiLSTM模型,实现对沉降监测点位数据的短期预测.实验结果表明,相较于传统的CNN和长短期记忆模型,CEEMDAN-CNN-BiLSTM混合模型可有效降低预测误差,其中平均绝对百分比误差(MAPE)的降低范围为40％～90％,而均方根(RMS)误差的降低范围为52％～87％;该模型在时空特征捕捉和泛化能力方面表现性能较好,可为GNSS时间序列短期预测提供更为精准和可靠的解决方案.

    沉降预测自动化监测时序数据混合模型自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)-卷积神经网络(CNN)-双向长短期记忆网络(BiLSTM)

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    全站仪自动目标识别测定真北方位角

    张宏宇许皓瑞
    164-170页
    查看更多>>摘要：为了进一步提升导弹预设阵地建设、航空航天器发射、陀螺仪标校等领域中真北方位测定的精度和准确度,提出一种真北方位角测定方法:通过研究多种真北方位角测定方法,在分析现有方法特点及测量精度的基础上,提出并实现一种利用具备自动目标识别(ATR)功能的全站仪来实现真北方位角测量的方法;并运用2种方法对所测得的4个真北方位角的精度及准确度进行分析.实验结果表明,不符值绝对值最大为0.38″,对于短边真北方位角其真实准确度可以做到优于±0.5″,能够证明其可行性及准确性,为确定方位基准的外符精度提供参考.

    真北方位自动目标识别(ATR)全站仪天文方位角精度分析

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