北斗三号系统互操作实现与性能分析

针对当前国际卫星导航应用从单一GPS时代发展到多GNSS(全球卫星导航系统)时代带来的新趋势和新要求,本文从星座互操作、信号互操作、时间互操作和坐标互操作四个方面开展北斗三号系统与其他GNSS系统间的互操作设计.在星座设计方面,北斗三号的星座轨道高度与倾角设计与GPS,GLONASS和Galileo三大系统的星座充分互补,全球导航卫星PDOP平均可提升37.9%;在信号体制方面,北斗三号通过相同频率相似频谱设计实现与其他系统的互操作,并签署了兼容与互操作协议,可确保用户在不改变硬件设计的情况下同时使用各大系统导航服务;在时间基准与坐标基准方面,北斗三号系统建立与维持了与国际上高度一致的基准体系,实现与国际UTC,GLNT等时差偏差保持在50 ns以内,并与国际ITRF 2014坐标参数精度保持一致.因此,北斗三号系统通过四个方面的努力,实现了与其他GNSS的互操作,可联合美俄等全球卫星导航系统为全球用户提供更优质的服务.     

基于iGMAS产品的BDS/GPS组合RTK定位性能分析

随着各国自主导航系统的快速发展,多卫星导航系统组合定位成为当前研究热点,其可弥补单系统在全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)信号遮挡严重区域无法提供连续、可靠的定位服务的不足。文章基于国际全球连续监测评估系统(international GNSS MonitoringAssessment Service,iGMAS)产品,研究分析了中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)与美国全球定位系统(Global Positioning System,GPS)组合实时动态定位(Real-Time Kinematic,RTK)性能。静态实验结果表明,开阔区GPS-RTK定位精度优于BDS、BDS/GPS组合RTK定位结果,封闭区BDS/GPS组合定位性能优于单系统定位精度,BDS定位结果优于GPS;动态实验结果表明,在信号遮挡严重区BDS/GPS组合可持续提供定位服务,但服务的可靠性较低。     

北斗卫星导航系统安全和完好性监测现状与发展

 随着导航现代化概念研究的深化,安全和完好性已成为全球导航卫星系统（GNSS）至关重要的性能指标。本文从导航战角度讨论了系统安全的内涵及组成,以及系统完好性监测的必要性和监测评估方法。结合北斗卫星导航系统建设,着重介绍了在信号传输体制设计、频率规划与协调、抗干扰体系建设、星间链路和完好性监测方面取得的关键技术突破和研究成果。最后,讨论了卫星导航发展趋势。     

多模GNSS天线技术研究与设计

全球卫星导航系统（GNSS）因其覆盖范围广、通信容量大、传输质量好等优点,在航空、航海、测绘、授时及信息服务等领域发挥了至关重要的作用.天线作为卫星导航系统的必不可缺的一部分,其性能的好坏将对整个导航定位系统产生重大影响.本文采用层叠贴片并结合调谐枝节技术,设计了多模GNSS圆极化天线.通过在上层方形贴片上插入长度不同的枝节,实现了GNSS高频段的圆极化,并且在下层方形贴片插入枝节来满足GNSS低频点的右旋圆极化工作模式.理论分析和仿真结果证明所提出的多模圆极化天线可满足卫星导航终端用户机的多系统定位需求.     

GNSS空间信号质量分析方法研究

导航信号质量的优劣,直接关系到卫星导航系统的性能,同时也反映了卫星有效载荷的工作状态和各种电性能指标.中国科学院国家授时中心的GNSS空间信号质量评估系统,以标准仪器监测、离线数据分析和监测接收机三种方式对导航信号质量进行分析与评估.本文主要介绍了该系统的离线数据分析方式和数据采集方法,分析了信号功率谱、眼图、星座图和码片赋形等性能,分析了相关峰、相关损耗等相关性能参数.分析结果表明,该系统中使用的信号质量评估方法实用有效.     

高性能导航增强测试信号模拟器技术研究

高性能导航增强测试信号模拟器集中反映了国家卫星导航系统建设与应用的技术水平,课题涉及导航卫星轨道高精度仿真、导航信号精密生成、载波相位精确控制和传输误差仿真等许多高精尖技术,是国际卫星导航领域争夺的战略制高点之一,其性能水平将直接影响我国卫星导航终端产品参与国际市场竞争的能力。随着我国北斗二代卫星导航系统建设和应用产业化的推进,测量型、高动态型、抗干扰型等用户终端检测已经成为我国GNSS高端用户终端研制与应用的瓶颈难题。国外一直将高端高性能导航增强测试信号设备作为制约我国卫星导航系统建设和发展的重要手段并一直对我国禁运。研究具有独立自主知识产权的高性能导航增强测试信号模拟器及标校技术,有利于提升我国卫星导航系统的国际竞争能力,促进我国卫星导航终端产品研制水平,加速我国导航设备示范应用产业化进程具有极其重要的意义。课题从研究途径来看可以划分为多体制和高性能两个关键点,其中"多体制"是实现多星座多体制卫星导航信号和地面导航增强信号仿真;"高性能"是要在既有信号模拟技术基础上进一步突破高精度模拟的性能瓶颈;最后为了充分发挥检测系统的测试作用,提高系统可用性,需要研究相关测试理论及实现技术。研究涉及的算法模型与技术包括多体制高性能GNSS模拟器数学仿真技术、精密信号时延控制与高质量信号生成技术、高精度高动态GNSS射频信号模拟技术、GNSS仿真信号高精度校核与可信度评估技术等。     

全球卫星导航系统的研究与应用

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)是利用全球的所有导航卫星所建立的覆盖全球的全天侯无线电导航系统.在介绍当前GNSS系统(GPS,GOLLNASS,Galileo,Compass)的构成和现状等的基础上,对这4种卫星导航系统的异同进行了综合对比说明,并分析...     

低轨星座导航增强能力研究与仿真

低轨卫星星座具有几何图形变化快、落地信号功率强、全球天基监测覆盖等天然优势,可对中高轨全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)星座进行有效补充和增强,提升全球定位、导航与授时(Positioning,Navigation and Timing,PNT)服务的精度、完好性、可用性和抗干扰等能力,已成为下一代卫星导航系统重要的发展方向.本文总结了国内外低轨星座发展现状,对不同低轨星座进行了分析和设计,对低轨星座提升导航定位精度、加速精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)收敛、全球天基监测等导航增强能力进行了分析,重点论证了低轨星座突破现有中高轨GNSS技术瓶颈的机遇和体系增量能力,给出了相应的仿真分析结果,以期对我国低轨星座和北斗卫星导航系统的融合发展提供参考和建议.     

“北斗卫星导航系统数据分析与应用”专题·前言

<正>北斗卫星导航系统(BDS)是我国自主建立的全球卫星导航系统(GNSS),它是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第3个成熟的卫星导航系统,与GPS,GLONASS以及欧洲正在建设的Galileo系统一起形成了未来一段时间内4个主要的全球卫星导航系统,已被联合国卫星导航委员会认定为供应商.BDS自2012年12月26日开始向我国及周边地区提供服务,定位精度为10 m,测速精度为0.2 m/s,     

全频段多系统全球导航卫星系统数据采集系统的设计与实现

基于FPGA设计实现了一种全频段多系统全球导航卫星系统(global navigation sattellite system,GNSS)数据采集系统。该系统由宽带天线、宽带射频前端、A/D转换模块、下变频模块、滤波器模块、数据存储模块等构成,可以实现四大导航系统的全频段覆盖,具有并行数据采集通道多、采样速率高、可灵活配置等特点,能够满足全频段多系统软件接收机的各种处理需求。对GALILEO在轨卫星实际数据的测试结果验证了数据采集系统的正确性。该数据采集系统可用于GNSS全频模拟信号源的验证以及在轨导航卫星信号的质量监测。     

网格计算平台GBuilder下图像处理应用研究与实现

OGSA(开放网格服务体系架构)规范、OGSI(开放网格服务基础架构)技术标准以及基础平台GT3(Globus Toolkit 3.x)的研究实现使得开发网格应用成为可能,但是当前网格计算应用快速开发问题仍是困扰网格应用的关键问题之一.所提及的网格开发平台GBuilder正是基于此而构建的一个方便快捷的开发平台.网格计算的一个重要特点就是对强大计算能力的支持,通过网格节点对图像的快速计算处理和对实现结果的分析验证了基于GBuilder网格平台在网格环境下实现网格的可操作性和实用性.     

一种GNSS非接触式地理信息采集方法与装置

GNSS是地理信息采集的重要手段.传统GNSS定位采用接触式测量,当待定点卫星观测条件较差或因条件限制无法安置GNSS接收机时,通常利用全站仪或MEMS传感器进行辅助,存在作业效率低、作用范围小、硬件成本高等缺陷,根本原因在于交会依赖于角度观测值.为此,该文给出了一种基于距离交会的GNSS非接触式测量方法,设计了RTK接收机与手持激光测距仪组合的测量装置,摆脱了GNSS非接触式测量对角度观测值的依赖.模拟及实地实验均表明,定位精度可达厘米级,与RTK直接测量的精度相当,该文所述方法简便易行,且装置成本低廉,可有效解决室外GNSS盲点的测量问题.     

数据访问和服务在OGSA网格中的应用

文章描述了在OGSA（Open Grid Services Architecture）框架中的数据访问和服务的基本概念，同时提出了支持数据访问和集成服务的OGSA框架OGSA—DAI（OGSA architecture to support data aceess and integration services）的扩展．OGSA—DAI结构为一般性的数据访问和集成服务定义OGSA接口类型，利于为不同的数据源访问的统一接口和模块。     

考虑完好性监测的无人机飞行控制系统稳定性分析

 以无人机飞行控制系统为代表的天地大回路控制系统为对象，用马尔科夫过程分别描述导航系统故障过程和完好性监测过程，在保持闭环系统随机稳定性的前提下，讨论了系统噪声与完好性监测延迟时间的关系，给出了一种确定完好性检测延迟时间范围的搜索算法，并进行了仿真验证。     

利用单频实时动态定位技术监测小金县春厂坝滑坡

为解决相对定位算法中载波相位模糊度难以被固定的问题,提出一种单历元阻尼LAMBDA算法,从而实现全球卫星导航系统(GNSS)实时动态定位技术。基于BDS/GPS单频实时动态定位核心算法,研发一套北斗智慧云变形监测系统。重点介绍了单历元阻尼LAMBDA算法的实现过程和变形监测系统的工作流程,该系统具有硬件成本低、实时高精度位移监测等功能特点,适用于滑坡预警工作。变形监测系统应用于小金县春厂坝滑坡监测,在连续监测过程中,该系统于2018年2月26日成功预警了滑坡事件。本次滑坡事件没有造成人员和重大经济损伤,监测预警保障了当地居民的生命财产安全。     

矿山变形监测中常规RTK精度提高方法研究

矿山变形监测是矿山安全开采与可持续发展的重要组成部分.基于GPS RTK技术,利用实地采集的观测数据,以静态相对定位结果作为参考,分析对中杆倾斜量对于RTK流动站水平和垂直点位精度的影响.研究结果表明,对中杆倾斜误差对RTK水平定位精度影响较大,但对垂直误差影响很小;采用三脚架模式,可获得毫米级的平面定位精度;而高程精度与点间高差相关性较大,只能达到厘米级的精度.     

网格与web服务结合应用研究

将Web服务技术引入网格研究领域,有助于解决网格研究所面临的应用集成、资源共享、系统互操作和标准化等问题.本文在网格协议体系结构和开放网格服务架构(Open Grid Services Architecture,OGSA)的基础之上,将探讨网格系统与web服务的结合.首先讨论了网格功能模型,基于OGSA框架提出了Web服务的网格层次体系结构,并将Web服务工作流引入到网格任务描述中,给出一种Web服务与网格技术相融合的机制.     

网格记账系统研究与实现

该文主要介绍了基于开放网格服务体系结构(OGSA)的山东大学网格记账系统-SDUGAS,该系统主要致力于解决网格环境下异构资源使用的记账和计费问题,为用户和管理员提供良好的网格服务,在此基础上大力提高网格资源的利用率。该文将重点介绍SDUGAS的体系结构、实现的基本原理和方法、资源消费信息的采集过程、资源的价格策略以及网格银行的设计与实现等内容．并且在最后给出了一个SDUGAS记账和计费过程的简单实例。