Interpolation Fitting Algorithm in Time-Space Domain of Differential Barometric Altimetry

In order to overcome the limitations of a unitary reference station in mobile communication positioning network differential barometric altimetry (DBA) and broaden the action scope of the reference station and improve positioning accuracy of elevation, an integrated interpolation algorithm model based on generalized extended approximation (GEA) algorithm and Kriging interpolation in time-space domain of reference station is proposed. In the time domain, barometric measured data is considered the maximum value estimated by bilateral extension to avoid wrong direction of estimation, which is approaching true value. In the spatial domain, barometric relevance among multiple reference stations is utilized, the weighted coefficients of multiple reference stations is calculated by the integrated algorithm model based on the GEA algorithm and Kriging interpolation. The impact of each reference station to the measured station is quantified, so that a virtual reference station is constructed, which can overcome the limitation of barometric correction by a unitary reference station. In addition, the measurement error due to irregular change in atmospheric pressure will be eliminated.     

一种气压测高辅助下的地面移动网定位方法

针对现存的地面移动基站几何分布欠佳、NLOS误差过大,定位误差较大,难以满足现代高精度导航定位需求的现状,提出了一种在局域站心坐标系下,通过地面移动通信基站传输气压基点修正信息,利用气压测高技术辅助地面移动网进行定位的新方法。应用此方法,可以精确确定用户垂直方向坐标,并将三维定位问题进行降维解算处理,避免地面移动网几何精度因子DOP较大的限制,从而获得更为理想的定位精度。     

具有自定位功能的便携式一氧化碳检测装置

设计了一种具有自定位功能的便携式一氧化碳检测报警装置．该系统通过三电极电化学传感器7E／F和GPS模块LEA-5S对一氧化碳气体浓度和装置地理位置进行测量,电化学传感器输出的电流信号经调制后进行AD转换,微处理器ARM芯片通过数据分析处理,完成一氧化碳浓度判断,并通过GPRS实现对一氧化碳浓度、报警信息和装置地理位置信息的远程无线传送．基站总机根据一氧化碳浓度、装置地理位置信息、预判断事故类型及程度,为安全、准确救护提供保障,弥补了工业常用检测装置不能提供远程事故报警和详细救护地址的不足．     

辅助北斗导航中参考基站服务范围评估研究

为了提高移动定位性能,增强北斗导航系统的应用能力,降低移动网络的投资成本,提出了一种新的辅助卫星移动定位中参考基站服务范围的评估方法,并对辅助北斗导航中参考基站的服务范围进行了评估。首先利用STK建立北斗导航系统模型,模拟出实际的应用场景;然后在该场景下通过改变参考基站与UE的距离,分别计算出二者观测到同一卫星的区间链路数据;最后通过观测到同颗卫星的持续时长分析出参考基站的服务范围。结果表明,参考基站服务范围对基站与UE观测同一颗卫星的可见时长有着较强的影响,当参考基站服务范围超过300km时,就会严重影响到北斗的辅助性能。研究结果为辅助北斗移动定位业务的开展提供先验信息。     

一种GPS移动基准站精密相对定位新算法

针对GPS载波相位差分定位中差分基准站不能移动的问题,提出了一种GPS移动基准站精密相对定位的方法.该算法首先基于MW组合构造几何无关测量值,然后对几何无关测量值进行滑动平均滤波消除随机噪声影响,在移动站进入移动基准站数据链覆盖范围时进行站间和星间双差处理获得宽巷整周模糊度,并结合载波相位的双差几何相关模型建立Kalman滤波观测方程,将多路径误差建模为1阶Gauss-Markov随机过程,作为状态参数纳入状态方程,增广状态向量,同时扩增观测方程,从而滤波获得L1/L2模糊度浮点解的精确估计,最后采用LAMBDA算法搜索固定模糊度的整数解.通过静态和车载动态实测试验验证了新算法的正确性和适用性.     

抽水蓄能电站水力瞬变的有限体积法建模模拟

针对抽水蓄能电站管道内水力瞬变问题,采用二阶有限体积法(Finite Volume Method, FVM)Godunov格式进行数值建模和模拟。首先根据有限体积法将数学模型的控制方程进行离散,采用Riemann求解器进行通量计算。为了得到二阶精度的Godunov格式,避免数据重构时产生虚假振荡,引入并分析比较了3种不同的斜率限制器。机组全特性曲线采用改进的Suter变换,在边界处加入虚拟边界,并与机组边界控制方程相结合,实现了管道内部控制体与边界处计算的统一性。将本研究所建数学模型计算结果与传统特征线法(Method of Characteristics, MOC)计算结果、实测值进行对比,并分析了相关参数的敏感性。结果表明：在库朗数等于1时,二阶FVM与MOC计算结果相同,当库朗数小于1时,FVM计算结果比MOC更准确、更稳定;针对抽蓄机组甩负荷过程,二阶FVM的机组转速计算值与实测值基本吻合,且比MOC计算结果更接近实测值;在抽水蓄能电站水力瞬变计算中,MOC需要对不同特性的管道内水锤波速进行调整,不仅增加计算复杂性,也会产生计算误差;而FVM只需降低库朗数,计算简单方便,且精度...     

GPS导航定位误差分析及处理

在分析GPS绝对定位误差产生原因的基础上,使用GPS模块记录移动台和基站的定位数据,测量时间从上午9点50分到10点,连续观测6 d.采用对移动站测得的数据求平均值,利用基站数据进行位置差分校正的方法,使绝对定位的误差减小,提高测量精度.在此基础上,利用位置差分的方法来修正行车航迹,纠正行驶路线,从而获得了可靠性较高并且符合实际情况的航迹图.     

光栅转矩测量系统的研究

介绍了一种基于结构简单测量精度高的新型转矩传感器－－光栅转矩传感器的转矩测量系统，重点介绍了光栅转矩传感器的基本结构，光栅转矩传感器的转矩测量系统的基本组成与工作原理，详细论述了光栅转矩传感器存在的机械误差与电气误差及产生这些误差的原因，提出了克服这些误差的方法－－数字滤波方法的非线性补偿方法。通过给出的样机系统的实验结果，证明该光栅转矩测量系统的测量精度与电磁式转矩传感器相当，是一种较理想的静态，动态平均转矩的测量工具，有实用价值，可望得到推广应用。     

基于全局人工鱼群算法优化的DV-Hop定位算法

无线传感器网络具有大规模、自组织、可靠性、以数据为中心、集成化等特点,被广泛应用于军事、医疗、矿山监测、安全生产等领域。然而现有的无线传感器网络非测距定位算法还存在定位偏差较大问题。针对上述问题,本文提出一种基于全局人工鱼群算法优化的DV-Hop（Distance Vector Hop）定位算法（DEWF-D）。该算法对非测距定位算法中的DV-Hop算法出现误差的步骤进行优化处理,通过减小算法过程中出现的误差,最终得到较为精准的定位坐标。首先使信标节点以两种不同的通信半径传递消息,将跳数进行精确化处理,以减少跳数带来的误差,然后用最小均方误差准则和误差加权方式计算平均每跳距离,最后利用人工鱼群算法替换三边测量法进行坐标计算,同时又在人工鱼选择下一个位置时引入全局最优信息,并引入人工鱼的吞食行为,提高人工鱼群算法的精度以及收敛速度。通过仿真验证,在不同信标节点密度下,本算法与DV-Hop算法以及其他算法相比定位精度分别提升28.3%、6.9%、12.5%,而在不同通信半径下,定位精度提升了24.4%、7.6%、14.8%。证明DEWF-D算法能有效提升定位精度,解决了定位算法中出现的定位偏差较大问题。     

海洋平台结构振动监测的无线传感实验研究

为验证无线传感器及其网络在海洋平台结构振动测试上应用的可行性.首先,提出了一种无线传感器及其网络拓扑结构,结合所开发的无线传感器网络讨论了传感器节点、基站以及软件通信协议的设计;进行海洋平台无线传感实验.研究表明:将无线传感器网络用于海洋平台结构监测,能够较好地反映海洋平台结构的振动情况;传感器节点易于安装拆除,不仅省去布设导线的费用,而且节省安装时间.     

具有温度补偿的高精度单参量光纤传感器理论分析

分析了几种具有温度补偿的光纤应变传感器测量应变的误差来源及缺点,由此加以推广,提出了具有温度补偿的高精度单参量光纤传感器的思想,根据椭圆纤芯离双折射光纤的温度,应变,径向压力,静水压力的灵敏度公式和双折射与波长的关系曲线,从理论上证明了具有温度补偿,结构简单,高精度的光纤应变,压力传感器的可行性,并对其优点进行了讨论。     

航标灯多基站GPS伪距差分定位新方法

针对由于航海环境的复杂性,导致传统的航标灯定位精度不高,容易偏离航道或发生碰撞的问题,根据其定位精度要求提出了一种伪距改正数的线性组合模型。该模型以单基站伪距差分定位为基础,选取3个参考站和一个移动站并将其误差源理想化,在各参考站上利用高精度GPS定位模块测量其概略坐标,通过各参考站的位置关系建立模型。测试结果表明,该方法能有效提高单GPS模块伪距差分定位的精度,且随着参考站数目的增加定位精度大幅提高。     

差分GPS定位精度研究

采用空间差分和时间差分两种方法, 研究了差分GPS定位精度受差分站间距离和差分改正数龄期的影响, 证明在满足差分站间距离小于100 km, 差分改正数龄期小于5 s的情况下, 各种空间相关误差以及SA对差分GPS定位精度的影响很小, 通常情况下可以忽略, 因此最终的定位误差主要取决于接收机热噪声和多路径效应.而利用一个GPS接收机的观测数据进行时间差分的方法, 无需建立差分基站, 可有效修正各种误差因素的影响, 提高定位精度.     

基于INS定位和WIFI指纹定位技术的无人机室内定位方法研究

针对无人机室内定位问题,提出了一种基于惯性导航系统（INS）和WIFI指纹定位技术的四旋翼无人机的室内定位方法。该方法首先利用WIFI模块测量的信号接收强度信息,根据WIFI指纹定位原理求出该定位时刻下的无人机位置;同时,利用惯性传感器信息计算出INS定位下的无人机位置,结合两种定位结果得出更为精确的位置。最后,通过实验验证了INS定位和WIFI指纹定位相结合的无人机室内定位方法的有效性,且该方法较两种单独定位方法的定位精度更高。     

不同地形条件下的AW3D30、SRTM3和ASTER GDEM高程精度分析

以广东部分山地丘陵为研究区域, 分析了数字高程模型AW3D30、SRTM3 V4.1和ASTER GDEM V3的高程精度。利用车载动态PPP技术对沿广州、惠州、韶关、清远约730 km的线路进行了数据采集, 并由CSRS-PPP定位服务系统解算得到动态点的WGS84坐标, 再通过重力场模型EIGEN-6C4将动态点的大地高转换为正常高, 最后对3种数字高程模型进行高程检核。结果表明: AW3D30、SRTM3 V4.1和ASTER GDEM V3的平均误差分别为0.55、0.17、1.59 m, 均方根误差分别为3.78、5.84、8.88 m。3种数字高程模型的平均误差在不同海拔区间差异明显, 其中AW3D30在不同海拔区间的平均误差振幅相对较小, 在2.18 m以内; SRTM3 V4.1的平均误差与海拔为负相关关系, 平均误差随着海拔的升高由正值逐渐转为负值; ASTER GDEM V3的平均误差在(0 m, 250 m]海拔区间为2 m左右, 在(250 m, 800 m]区间为-2.28 m。AW3D30的均方根误差与标准差整体上随着海拔的升高而减小, SRTM3 V4.1随着海拔的升高而增大, ASTER GDEM V3无显著规律, 在(100 m, 250 m]区间优于7.69 m, 在其余区间优于9.86 m。     

气压高度表增强GPS组合导航系统数据融合

针对在精密进场着陆阶段GPS信号易受干扰及高度准确性较差、气压高度表对气压及温度敏感的特点,提出了一种提高垂直方向定位精度的组合导航系统。基于GPS定位误差、气压高度表误差以及其“当前”统计模型,建立了系统的状态方程和观测方程,给出了采用迭代Kalman滤波的数据融合算法。理论分析仿真和实验结果表明,迭代Kalman滤波算法提高了垂直方向上的定位精度与实时性,改善可用性,性能优于Kalman滤波,保证了飞机在进近阶段的安全性和可靠性,可以作为精密进近阶段的着陆引导系统.     

基于逆向学习的距离和位置的传感器模型

提出了一种通过逆向学习得到非线性传感器系统逆模型的方法．该模型对应一个由传感器输入样本点和希望输出值组成的线性表，再由该逆模型结合查表和插值的方法反演出测量点的位置．该方法可以有效地校正传感器的非线性．提高测量系统的精度．     

拓扑序列航迹相关的高效修正算法

针对拓扑序列航迹相关法为适应较大系统误差而计算量过大的问题,首先证明了存在系统误差时,不同传感器的拓扑序列满足近似线性变换关系,然后引入空间点集的奇异值分解(SVD)匹配算法对拓扑序列进行直接计算,通过检验得到的线性变换参数来判定航迹的相关性.SVD算法是一种高效的航迹相关算法,尤其适用于远距离目标的拓扑序列近似.通过仿真,验证了SVD算法的有效性,不但计算时间降低了90%以上,而且避免了拓扑序列法在进行角度和径向距离步进匹配时步长选择的难题,提高了航迹的相关成功率.     

基于RSSI辅助的精确测距混合定位算法

针对传统的超宽带（UWB）室内定位方法中,UWB信号极易被遮挡,满足不了3个以上有效测距信息,导致无法精确定位的问题,提出了一种基于接收信号强度（RSSI）辅助的精确测距混合定位算法。该算法通过对数正态模型,将无线网络（wireless LAN,WLAN）中测量的RSSI转换为距离信息,通过构建距离差的代价函数,结合单个UWB基站的精确测距,利用搜索方法,实现了在多个RSSI测量值辅助下,一个UWB测距基站便可完成精确定位。该算法与三边测量定位中的最小二乘估计算法和最大似然估计算法对比,定位精度在任意网络环境下均优于最小二乘估计算法,且在定位精度相似的情况下,计算量远少于最大似然估计算法。     

一种基于单基站的协作定位算法

为抑制蜂窝网中非视距(Non-line-of-sight,NLOS)误差对定位精度的影响,提出了一种利用移动终端间的协作信息提高定位精度的算法。该协作定位算法根据基站测量信号到达时间(Time of Arrival,TOA)和到达角(angle of arrival,AOA)信息,选择距离基站最近的目标终端,利用目标终端与其它终端间的协作信息进行位置修正。仿真结果显示该算法不仅提高了定位系统的整体性能,而且在移动终端距离基站比较远的情况下,定位精度高于传统的TOA/AOA定位算法。