北斗卫星导航系统在测绘业中的应用进展

本文简述了北斗卫星导航系统的概念、组成部分、主要技术特点、规划进展、技术优势及测绘应用等.阐明我国自主研发的卫星导航系统在国民经济建设中的重要作用,以及北斗卫星导航系统的发展前景.     

北斗卫星导航系统对定位测量数据的影响

北斗卫星导航系统是中国自主研制的全球卫星导航系统,然而北斗卫星导航系统对GNSS测量数据精度有何影响的研究较少,本文主要研究有无北斗卫星导航定位系统参与下,对GNSS测量数据的点位中误差及点位精度所带来的影响。研究表明,在有北斗的参与下,数据的点位中误差明显偏小,更接近已知点位的坐标,且数据质量稳定。     

一种低轨航天器与北斗卫星高精度时间传递方法及其初步试验验证

低轨卫星系统近年来在空间目标探测、手机移动通讯、卫星导航系统增强、载人航天等方面都得到了快速发展和应用.我国载人航天工程近几年取得重大突破,在空间站设计搭载的高精度时频科学实验系统,预计可以建立日稳定度和不确定度在10^-17量级的空间时间频率基准.利用空间站精密时间信号向北斗卫星进行高精度时间传递,可以进一步提升北斗时间系统性能及北斗卫星自主时间维持能力.另一方面,我国北斗三号卫星导航系统具备全球组网星间链路功能,能够实现全星座的高精度定轨和时间同步.本文基于空间站和北斗卫星现有可用资源,提出一种基于双向测量方式的低轨航天器与中高轨卫星高精度时间传递方法.根据低轨航天器运行速度快等特点,给出相对高速运动环境下双向测量链路的运动时延误差修正方法.通过进一步建立仿真模拟平台、搭建真实天地试验场景等方式,对双向时间传递性能进行验证.仿真和试验结果表明,基于双向测量方式的低轨空间站与北斗卫星时间同步精度优于0.3 ns.本文可为实现天基高精度时频传递、空间站精密原子钟授时服务、提升北斗系统自主运行能力等提供理论和工程技术参考.     

BDS多频非组合伪距单点定位方法

针对北斗卫星导航系统多频伪距单点定位研究较少的现状,利用北斗卫星导航系统B1、B2和B3频率伪距观测值,提出了一种基于非组合方式的北斗卫星导航系统多频伪距单点定位方法,将三频伪距观测值作为相互独立的观测值信息进行最小二乘参数估计.采用单历元多频伪距单点定位和多历元多频伪距单点定位的数据处理模式进行用户的单点定位,多历元多频伪距单点定位采用参数消去法消掉接收机钟差,并进行法方程叠加.利用实测数据进行算法实验,结果表明基于非组合方式的北斗卫星导航系统多频伪距单点定位能达到米级至亚米级的定位精度,较北斗卫星导航系统标准定位服务的精度有明显改善.     

变电站复杂电磁环境对北斗定位及通信的影响分析

北斗卫星导航系统在电力行业的应用不可避免地面临电力复杂电磁环境的干扰问题,简要地介绍了输变电工程中工频电磁环境的基本情况,以及近几年国内外学者对变电站内工频电磁场的计算、测量和分析等取得的成果.在此基础上,通过在110 kV、500 kV和1000 kV的不同电压等级变电站内不同的位置部署观测点,进行北斗卫星导航系统定位和通信功能的测试和分析,论证了在变电站内复杂电磁环境下开展北斗导航定位及通信作业的可行性.     

GPS与北斗卫星导航系统异同分析

随着我国自主建设的北斗卫星导航系统已投入试运行服务,我国的综合国力大大增强.该文详细介绍了GPS与北斗卫星导航系统的系统组成、工作原理及功能.同时具体分析了GPS与北斗卫星导航系统的异同,指出了北斗系统的未来发展趋势.     

北斗卫星导航系统应用创新研究

卫星导航系统是信息时代国家经济建设的重要支柱,是直接关系到国家安全和经济发展的核心技术与支撑系统,是全球竞争和大国利益的焦点之一.我国自行研制的"北斗卫星导航系统"(简称"北斗系统")(英文名:Bei-Dou Navigation Satellite System,缩写为BDS)从2003年4月正式运营、全面对民用用户开放,已在测绘、电信、水利、交通运输、勘探和国家安全等诸多领域逐步发挥重要作用.     

科技與情观察

观察一:“北斗”正式成为第三个全球卫星导航系统 一、主要媒体报道统计表 二、主要内容 国际海事组织海上安全委员会审议通过了对北斗卫星导航系统认可的航行安全通函,标志着北斗卫星导航系统正式成为继全球定位系统(GPS)、格洛纳斯卫星导航系统后第三个全球卫星导航系统,服务世界航海用户.     

浅析我国北斗导航系统的发展

卫星导航的研发已进入高速发展时期,我国北斗也在与时俱进。本文首先介绍了我国北斗导航系统的构成及定位原理,接着分析了我国北斗导航卫星系统应用特点及北斗导航卫星与国外导航卫星的比较。最后就我国北斗卫星导航系统面临的各种问题及挑战,并提出了相应的应对方案。     

我国卫星导航系统对管理信息系统发展的影响

通过对我国北斗卫星导航系统的分析,从北斗卫星导航系统民用化的角度出发,论述了在建设管理信息系统中集成卫星导航系统的可能性,最后提出了动态管理信息系统的理念.     

基于北斗二代/气压高度组合导航的APVI/Ⅱ飞行程序应用

APVI/II是依靠卫星定位系统提供导航引导的飞行程序,不依靠地面导航设备就可将飞机精确地引导到跑道。国外依赖美国的GPS系统建立广域增强系统,从而实现APVI/II程序的大规模应用。中国有自主研发的北斗二代卫星导航系统,但当前北斗系统的垂直导航精度达不到APVI/II程序要求,可通过与气压高度融合,提高北斗垂直定位精度,以尽快实现APVI/II在中国的运行。在2020年北斗系统组网完成覆盖全球后,在其GEO卫星上添加星基增强信号,则可以使APVI/II应用得以广泛地实施。本文对北斗二代/气压高度组合导航的算法和程序安全性进行分析,论证现阶段中国使用北斗系统实施APVI/II飞行程序应用的可行性。     

北斗卫星整网集中式自主定轨算法研究

由于分布式定轨算法只能得到局部次优解,为进一步提升北斗卫星自主导航算法精度,对北斗卫星整网 集中式定轨算法在轨实现方法进行研究。设计了基于推广卡尔曼滤波算法的整网集中式定轨算法及其在轨实 现流程,并利用北斗卫星上的龙芯1E300 处理器对算法精度及工程可行性进行了评估。仿真结果表明,整网集 中式算法精度优于分布式导航算法。且通过在龙芯1E300 处理器上仿真验证可知,集中式导航算法已具备星 上使用条件。     

基于北斗卫星的灾情信息采集与灾害应急指挥系统研究

"北斗"导航系统是我国第一代卫星导航系统,具有快速定位、双向通信和精密授时三大功能,在我国政府当前对突发公共事件信息上报高时效性的要求下,可以在灾害应急管理中发挥重要的作用.介绍了"北斗"系统在灾情信息采集与灾害应急指挥系统的应用需求以及系统的功能和结构组成,对"北斗"系统在我国灾害应急管理中的应用提出了建设性意见.     

全球定位系统/北斗双系统定位优势的验证与分析

为了验证与分析全球定位系统（GPS）与北斗卫星导航系统联合定位相较于GPS单系统定位在亚太地区的优势,利用GPS/北斗双频双模接收机开展不同模式下的动/静态单点定位实验和实时动态差分法（RTK）实验,并通过对实测数据的分析,给出了北斗导航卫星对GPS单系统定位的影响.结果表明,GPS/北斗双系统卫星观测相对于GPS单系统在卫星可视数量、卫星对于测站的几何分布、扩大连续运行参考站系统（CORS）网的作用范围等方面有很大的优势,而且双系统组合定位算法有效地提高了接收机的定位性能.     

ADS40生产中坐标系统转换和大地水准面精化成果应用

ADS40生产中利用大地水准面精化成果时,涉及涉及的3个坐标系。介绍了各个平面坐标系的特点及相互转换的方法,阐述了大地水准面精化成果的应用,对平面坐标系的转换精度做了统计分析,从统计结果可知,利用GPSC级点成果和山西省大地水准面精化成果完成坐标转换可以满足小范围的测绘测区（如4000km^2以内）各种比例尺航测成图的要求及一个常规大小的航摄区域范围1∶10000比例尺地形图成图要求。     

基于改进的UPF算法的列车组合定位方法研究

车实时定位是保证列车安全运行的重要环节。随着北斗卫星导航系统的发展,北斗卫星已逐步具备应用于列车定位的能力。针对北斗导航定位系统的特点及存在的问题,将SINS系统作为其补充定位方式。由于传统滤波算法在进行状态估计时仍存在粒子退化现象。为了进一步提高估计性能,提出了基于人工免疫无迹粒子滤波算法（AI-UPF）的列车组合定位方法。将人工免疫算法引入UPF算法的重采样过程,对粒子进行克隆和变异,改善了样本集的多样性,减轻了退化现象的影响。用该方法和UPF算法分别对北斗/SINS列车组合定位系统进行仿真实验。结果表明,AI-UPF算法能进一步减小定位误差,滤波效果较好。     

北斗导航技术在物流自动化仓库定位中的应用研究

传统物流自动化仓库定位方法无法同时满足高定位精度和低计算量的要求,为此,提出一种新的基于北斗导航技术的物流自动化仓库定位方法。分析北斗卫星导航系统,依据分析结果对物流自动化仓库与客户需求点位置进行定位,观看到4颗卫星时获取基本定位结果;依据基本定位结果将物流自动化仓库定位问题转变成线性规划问题,构建物流自动化仓库定位目标函数,利用贪婪启发式法得到目标函数的初始解,通过禁忌搜索法对目标函数进行最终求解,获取物流自动化仓库最终的定位结果。实验结果表明,与传统方法相比,所提方法计算量低,定位精度高,整体费用低,得到最优仓库定位结果。     

基于北斗卫星的油田管网巡检系统的设计与实现

为提高油田管网巡检效率, 降低管道传输事故, 提出了基于北斗卫星的油田管网巡检系统的设计方法,给出了系统开发总体设计方案, 详细阐述了基础数据处理与关键功能的实现方法。该系统通过使用北斗短报文技术进行通信, 取代传统管网巡检系统自建基站及使用GPRS(General Packet Radio Service)的通信方式,解决了当前巡检系统在没有无线公网覆盖区无法通信的问题, 同时确立了更适合油区野外作业环境的Dijkstra算法代替传统的A*算法建立路径导航模型。通过两种算法的实际运行比较结果表明, 该软件的路径导航处理效率较同类A*算法模型提高了30%以上。该油田管网巡检系统可较好地提高油田管网巡检效率, 降低管网传输事故率。     

北斗三号GEO卫星的RDSS定轨精度分析

有源服务模式RDSS(Radio Determination Satellite Service)所具备的通信、导航一体化特性是我国北斗卫星导航系统的重要特色之一.为进一步提高RDSS的通信服务能力,并保障RDSS服务系统的健壮性,北斗三号RDSS服务从系统架构到信号体制都进行了很大改进.本文首先分析了新的信号体制下,RDSS测距在测量模型和观测噪声等方面的误差特性,并比较了其与原有信号体制的不同.为了避免在RNSS(Radio Navigation Satellite Service)载荷故障时RDSS不能正常提供导航服务的情况发生,RDSS系统需要能够仅利用RDSS测距完成GEO测轨,以此作为原有RNSS测轨的备份保障.文章进一步分析了这种情况下,仅利用RDSS测距进行GEO定轨的精度.通过实测数据分析,我们发现其精度可优于10 m,利用该轨道信息的定位、定时精度可以满足服务指标要求.