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全球定位系统
中国电波传播研究所
全球定位系统

中国电波传播研究所

朱希夏

双月刊

1008-9268

qqdwxt@126.com

0373-3712412/1

453003

河南新乡138信箱3分箱

全球定位系统/Journal Gnss World of ChinaCSCD北大核心
查看更多>>本刊是目前我国卫星定位应用领域唯一的国内外公开发行的专业科技期刊。
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    不同电离层改正模型的SF-PPP定位精度分析

    吴丕团覃现韦佳肖明虹...
    1-8页
    查看更多>>摘要：电离层延迟可严重制约单频接收机的定位精度.基于此,本文介绍了四种单频接收机常用的电离层延迟改正方法,包括广播电离层改正模型(策略 1),顾及太阳位置的变化全球电离层格网产品(Global Ionosphere Map,GIM)时间旋转内插(策略 2),GIM投影函数改正(策略3)和半合改正模型(策略 4).同时,选择不同太阳活动期,不同纬度的测站验证不同电离层改正方法的单频精密单点定位(single-frequency point positioning,SF-PPP)定位结果偏差.经过对比分析,得到如下结论:1)总体来说,半合改正模型得到的定位效果最佳,其次是使用GIM产品对电离层延迟进行改正,最后是广播电离层模型;2)在不同太阳活动跃期,不同策略在低纬度测站的定位偏差最大,其次是高纬度测站,中纬度测站的定位偏差最小;3)策略 2 和策略 3 在不同太阳活动期不同纬度测站的水平定位平差约 0.150 m,三维定位偏差约 0.700 m;策略 4 在不同太阳活动期不同纬度测站的水平定位偏差为 0.100 m,三维定位偏差为 0.500 m.

    单频接收机电离层电离层改正模型单频精密单点定位(SF-PPP)

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    联合加权小波和EEMD的GNSS坐标时间序列降噪分析

    魏冠军张沛王立阳
    9-15页
    查看更多>>摘要：针对GNSS坐标时间序列中有用信号与噪声难以准确分离这一问题,本文提出加权小波Z变换(weighted wavelet Z-transform,WWZ)和集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)的降噪方法.通过对西北地区 70 个陆态网络连续站垂向坐标时间序列的降噪处理,分别采用均方根误差(root mean squared error,RMSE)、信噪比(signal to noise ratio,SNR)、闪烁噪声(flicker noise,FN)振幅及速度不确定度为评价指标,验证了本文方法的降噪效果在一定程度上优于小波降噪和EEMD降噪.结果显示:WWZ-EEMD相比小波降噪和EEMD降噪,降噪后信号序列RMSE分别降低了 0.331 mm、0.757 mm,SNR分别提高了 1.911 dB、3.635 dB;FN振幅及速度不确定度均有明显改善,验证了本文降噪方法的有效性.

    GNSS坐标时间序列降噪小波集合经验模态分解(EEMD)速度不确定度

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    5G信道状态信息信号质量及指纹定位性能分析

    程振豪李林阳郭文卓赖路广...
    16-22页
    查看更多>>摘要：5G信道状态信息(channel state information,CSI)具有丰富的特征信息,是一种理想的指纹定位信号,但信号质量易受环境干扰,对定位性能影响较大.为了分析不同因素对 5G信号质量和定位性能的影响程度,本文首先阐述了5G信号特征和基于支持向量回归(support vector regression,SVR)的定位算法,分析了数据采集时终端的高度、方向、人体遮挡等因素对信号质量的影响,测试了廊厅、小办公室和中型会议室三种场景下的定位性能.结果表明:5G信号质量受周围环境影响较大,在干扰较小的情况下,基于 5G CSI的位置指纹定位算法在三种场景下的定位精度分别为 0.93 m、1.46 m和 1.94 m,能够满足大多数室内定位应用需求.

    5G信道状态信息(CSI)位置指纹室内定位支持向量回归(SVR)

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    抗差Vondrak滤波方法在时间频率传递中的应用

    张智超贾小林焦文海严祥高...
    23-29页
    查看更多>>摘要：时间频率传递的结果会受到非模型化误差和观测噪声的影响,其噪声常为高频信号,构建低通滤波器可在一定程度上消除观测值序列中的高频噪声信号.本文对Vondrak滤波函数的本质进行剖析,通过IGG3 算法对钟差序列进行定权并采用频率响应法选择适合的滤波因子;对不同的链路分别进行卫星双向时间频率传递(two-way satellite time and frequency transfer,TWSTFT)、基于软件接收机的卫星双向时间传递(two-way satellite time and frequency transfer based on software defined receiver,SDR-TWSTFT)和短基线共视时间频率传递实验,并对钟差结果采用抗差Vondrak滤波进行平滑去噪.结果表明:滤波后的钟差序列能够很好地反映原始钟差序列的趋势;平滑后的TWSTFT钟差结果,日波动效应得到了有效的抑制,精度有明显提升;对于共视钟差结果,精度有明显提升,与精密单点定位(precise point positioning,PPP)时间传递结果的差值保持在-1.0～1.0 ns范围内.

    抗差Vondrak滤波平滑因子共视时间频率传递卫星双向时间频率传递(TWSTFT)精密单点定位(PPP)

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    灰色模型在无人机定位中的应用研究

    张凤伟崔建勇张政宇张先志...
    30-35页
    查看更多>>摘要：针对北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)在无人机定位中由于信号过弱或干扰过强而无法正常运行的问题,提出一种基于灰色理论的无人机预定位方法,以解决数据不完整情况下的轨迹坐标预测问题.该方法利用灰色模型GM(1,1)灰色微分的连续性,根据无人机的历史离散数据建立了坐标点预测模型,利用实测数据验证了该模型的有效性,并通过仿真实验量化分析了灰色模型在定位预测的精确度,计算了其误差概率.通过与传统定位方式对比可知,该模型所需要的数据量较少且计算方便,实现复杂度较低.

    灰色模型无人机仿真轨迹显示位置预测

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    基于自动增益控制的信号量化损耗分析

    王彦陈校非荆文芳
    36-42页
    查看更多>>摘要：在卫星信号接收的过程中,量化是模数转换的重要环节,信号量化会带来能量损失,对于信号后续的处理产生影响,根据信号特性选取合适的量化位数和系统基准功率可以有效改善这种损失.本文采用量化前后信号信噪比(signal to noise ratio,SNR)对比的形式来直观表示量化损耗,并给出了一般性分析公式.说明了自动增益控制(automatic gain control,AGC)模块在信号量化中的作用,结合量化损耗公式,通过确定最佳增益系数给出了一种基准功率的选取方式,使得不同SNR的信号量化损耗明显降低.仿真结果表明:在低位量化时,该方式对卫星导航信号的量化损耗能改善约1.5 dB.该分析对于接收机的设计以及工程实现具有一定的参考意义.

    量化增益控制信噪比(SNR)A/D转化基准功率接收机

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    基于增强注意力门控U-Net的建筑物提取研究

    任远锐陈朋弟高小龙
    43-53页
    查看更多>>摘要：针对经典深度学习语义分割网络对建筑物提取存在精度较低、边界模糊和小目标识别困难的问题,本文提出一种增强注意力门控的U型网络(advanced attention gate U-Net,AA_U-Net)用于改善建筑物提取的效果,该网络改进经典U-Net的结构,使用VGG16 作为主干特征提取网络、注意力门控模块参与跳跃连接、双线性插值法代替反卷积进行上采样.实验采用武汉大学建筑物数据集(WHU building dataset,WHD)对比提出的网络与部分经典语义分割网络的提取效果,并探究网络改进的各个模块对提取效果的影响.结果显示:该网络对建筑物提取的总精度、交并比、查准率、召回率和F1 分数分别为 98.78%、89.71%、93.30%、95.89%、94.58%,各项评价指标均优于经典语义分割网络,且改进的各个模块有效提高了提取精度,改善了建筑物轮廓不清晰和小目标建筑物破碎的问题,可用于精准提取高分辨率遥感影像中的建筑物信息,对城市规划、土地利用、生产生活、军事侦察等具有指导意义.

    高分辨率遥感影像深度学习语义分割增强注意力门控U-Net建筑物提取

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    不同接收机天线相位中心改正模型对GPS/BDS精密定位的影响

    田晓静秦世民王建文李秀明...
    54-60页
    查看更多>>摘要：针对国产不同品牌不同型号的地面接收机天线相位中心(antenna phase center,APC)模型及仪器厂商模型差异,本文分别采用相对定位及精密单点定位(precise single-point positioning,PPP)方法,分析了GPS/BDS高精度定位中基于不同APC改正模型引起的站点估计位置差异,获得了各不同天线APC改正模型对站点估计位置影响的平均差异值.试验结果表明:不同APC改正模型对站点定位精度的影响相当,对站点估计位置在平面方向影响较小,U方向影响较大;同一种类型的天线在不同实验区域造成的影响具有较好的一致性;同品牌天线对站点估计位置的影响有一定的相似性,尤其是同品牌系列产品其相位中心的影响更为接近.

    天线相位中心(APC)GPS/BDS精密定位国产接收机厂商模型IGS14.atx

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    基于水汽垂直指数分布特征的PWV快速层析方法

    闫香蓉杨维芳李得宴丁楠...
    61-68页
    查看更多>>摘要：GNSS水汽层析技术可以反演对流层水汽三维时空变化情况,但该技术比较复杂、运算量大,需要消耗一定的时间.故本文提出了一种利用地基GNSS反演的大气可降水量(precipitable water vapor,PWV)结合水汽在垂直方向上的指数分布特性来计算大气水汽三维分布的快速层析方法.该方法利用香港地区 2022 年 8 月的GNSS数据开展试验,与传统GNSS水汽层析方法进行对比.试验结果表明:两种方法的层析解算结果与探空数据均具有良好的一致性.虽然快速层析方法的解算结果在底层区域缺少一些水汽变化的细节信息,精度略逊于传统层析方法,但是在中、高层时精度会有所提升,层析解算结果良好.而且本文提出的快速层析方法无需构建和解算复杂的层析方程组,可以在大量GNSS测站参与水汽层析时减少计算复杂度,提升运算能力,同时可以更快地得到任意高度层的水汽密度,是一种简便、高效的层析方法.

    GNSS大气可降水量(PWV)水汽层析水汽密度垂直分层

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    融合GNSS、ERA5、大气污染物的PM2.5浓度预测研究

    刘严萍司甜毕慧丽张曼琪...
    69-75页
    查看更多>>摘要：冬春季节的空气质量预测有助于公众合理安排出行和政府相关部门的交通治理.细颗粒物(PM2.5)的浓度主要影响因素有大气污染物、水汽等.为提高PM2.5 浓度预测的精度,以京津冀地区为例,利用快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)与长短期记忆(long short term memory,LSTM)神经网络方法相结合,考虑GNSS、ERA5 水汽、大气污染物等观测要素,构建PM2.5 的浓度预测模型,预测研究未来 24h的PM2.5 的浓度.利用GNSS水汽校正区域ERA5 水汽,并进行精度评定.利用FFT取大气污染物、第五代大气再分析产品(ECMWF atmospheric reanalysis 5,ERA5)水汽等观测要素的公共变化周期,获得最佳公共周期为 78 h;选取最佳公共周期长度的各类要素作为模型输入,24 h序列的PM2.5 浓度作为模型输出.通过均方根误差(root mean square error,RMSE)评价指标进行模型精度评价.研究结果表明:基于GNSS的ERA5 水汽校正模型在秋冬季节ERA5 水汽精度优于 2 mm.FFT-LSTM模型预测精度在平原地区、山地地区和高原地区为 10.22 μg/m3、8.56 μg/m3 和 9.02 μg/m3,预测时效达到 24 h.可有效预测未来 24h的PM2.5 浓度.该模型可为相关部门大气污染治理提供参考.

    细颗粒物(PM2.5)大气污染物GNSS水汽ERA5水汽快速傅里叶变换(FFT)长短期记忆(LSTM)

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