基于GNSS/INS组合定位的自动公交报站系统设计

设计一种基于GNSS/INS组合定位的自动公交报站系统,解决传统GNSS公交报站设备在高楼、林荫等复杂环境下定位无效,位置数据漂移、不准确,不能自动报站的问题.GNSS/INS组合定位利用GNSS、陀螺仪和加速度计等多种传感器组合定位,GNSS子系统获取全球卫星定位数据,INS子系统获取惯性定位数据.采用扩展卡尔曼滤波算法融合GNSS子系统和INS子系统的数据,充分发挥GNSS子系统在空旷环境下定位准确的优点,同时对INS子系统的数据不断修正;利用INS子系统短时间数据的高精度弥补GNSS子系统复杂环境下的不稳定性,达到优势互补.该自动公交报站系统可以保证高楼、林荫、城市立交桥和城市高架桥等遮挡环境下定位的准确性、稳定性,实现准确的自动报站,具有很好的市场应用前景.     

里程计辅助的高精度车载GNSS/INS组合导航系统

针对城市隧道、偏远山区等复杂路况下,卫星导航系统信号被遮挡较严重或无卫星导航系统信号的场景中,车载GNSS/INS组合导航系统精度下降的问题,提出一种里程计辅助的高精度车载GNSS/INS组合导航方法。该方法中的组合滤波模式可根据载车环境变化在GNSS/INS组合模式和DR/INS组合模式间实现自适应切换,该组合导航方法将三维里程计航位推算位置误差作为状态量扩充到常规组合导航滤波器中,里程计的标度因数误差、安装角误差可通过里程计误差标定方法离线精确得到,后续使用只需将里程计误差参数装订到组合导航系统中即可。车载试验表明,7 km的信号遮挡场景下组合导航系统单个方向上的位置误差最大值也不大于8 m,整个跑车过程中位置误差在3 m以内,进一步保证了车载GNSS/INS组合导航系统复杂路况下的高精度定位。     

IMU/GPS数据同步电路的研究与实现

数据同步是INS/GPS组合导航中数据融合的重要前提.对IMU/GPS组合系统中的数据同步技术进行研究,在IMU没有同步脉冲的情况下,提出了一种以GPS的1PPS(秒同步脉冲信号)为参考时标,由CPLD和8253实现的数据同步方法.实验证明了方案的设计是成功的.     

顾及洋流速度的激光罗经对准方法研究

在外阻尼系统中，外速度误差会对罗经对准回路的对准精度产生直接影响。本文结合罗经对准回路的特点，理论推导了不同形式洋流速度误差对对准精度的影响，并进行了仿真研究。由于洋流速度在固定海域满足一定规律，因此可通过提前测绘的方式对洋流速度进行建模并用于后续补偿。本文设计了通过GNSS/INS组合导航及测速仪联合测量当地海域洋流速度的方法，并依据测量结果建立了洋流速度模型。在罗经对准过程中，利用建立的洋流速度数学模型对测速仪中包含的洋流速度误差进行补偿。海上实验结果表明，利用建立的洋流速度模型进行速度补偿后，罗经对准系统的水平精度提升了36"，航向精度提升了25"，水平收敛速度提升了25min，有效提升了罗经对准回路的姿态解算效果。     

基于双目视觉的高精度摄影系统测量精度模型分析

分析了摄像机投影模型和影响摄影测量精度的内外因素,针对固定视场双目视觉摄影测量应用,建立了目标特征标志提取误差、时间同步误差、安装平台形变、目标控制点特征及多帧平滑滤波算法对位置及姿态测量误差的影响模型,通过数据仿真对影响摄影测量精度的因素进行了讨论,可为靶场目标起落运动参数测量系统及其它高精度摄像测量系统设备选型、设计论证及测量精度分析验证等提供参考。     

高精度海洋观测浮标运动测量系统设计与试验

海洋浮标受海洋动力环境影响产生运动,会对平台及仪器的可靠性产生影响,甚至会导致测量误差,影响海洋观测浮标 工作安全性和数据质量,因而浮标运动姿态的精确测量研究具有重要价值和意义。 本文通过搭建微型惯性测量单元(MIMU) 与全球导航卫星系统(GNSS)结合的硬件系统,获取浮标运动姿态相关数据,并采用载波相位平滑滤波模型进行数据预处理,融 合最小二乘降相关算法(LAMBDA)解算浮标姿态数据,获取高精度动态浮标姿态。 经过摇摆台模拟比对实验,系统姿态角均方 根误差小于 0. 5°,水平速度均方根误差小于 0. 05 m/ s。 通过实际海试实验,尤其是台风过境期间系统的测试结果,证明该系统 工作稳定可靠,无数据发散现象,整体有效数据达到了 95% 以上。     

FPSO监测中系泊姿态传感器的动态校准方法

针对浮式生产储油船(FPSO)单点系泊姿态传感器的初始安装误差无法消除,其误差会严重影响系泊力计算精度的问题,提出了一种基于系泊结构运动特性和实测数据的动态校准方法.该方法基于安装在FPSO船体上的高精度GPS实测信息,和软刚臂系泊系统的运动关系方程,采用多样本组合优化法来校准姿态传感器安装误差.在“海洋石油102”FPSO的原型测量数据集上进行验证,结果表明,该方法可以有效地补偿软刚臂系泊姿态传感器的安装误差,为今后海洋平台传感器安装误差的研究提供了新的思路和方法.     

GPS/INS组合导航系统的研究

讨论了飞机惯性导航系统(INS)与全球卫星导航系统(GPS)的利与弊以及卡尔曼滤波方法在组合定位中的应用情况,进一步提出了基于神经网络数据融合方法的GPS/INS组合导航系统.系统神经网络结构采用单隐层的三层神经网络,输入输出神经元数目是4个,基于256个训练样本由经验公式求得隐层神经元数目为8个,同时还建立了惯导系统的数学模型和数据融合的数学模型.给出了利用MATLAB编制的神经网络训练程序并对这一神经网络进行了训练和仿真.实验表明,组合导航系统经度误差可达9m,纬度误差可达8m,与单独GPS定位和INS定位相比精度得到了提高.     

基于北斗GNSS的交直流电位梯度测量系统设计北大核心CSCD

文中设计了一种基于北斗GNSS的交直流电位梯度测量系统,系统通过探杖下端的电极接触土壤取得电位信号,经过信号调理、模拟数字转换和离散傅里叶变换获得电位梯度测量值,基于北斗GNSS的相位差分定位技术和探杖姿态传感功能取得测量点的精确位置信息,将电位梯度数据与位置数据融合,形成精确量化的交直流电位梯度全面数据记录,解决了多次测量中数据不能复现的难题,显著提高了管道健康水平综合评估的准确度。     

基于传感器联合测量的车载POS精度检测系统设计

POS系统是移动测量系统的重要组成部分,其位置姿态精度一直受到广泛关注。结合全站仪、激光跟踪仪、GNSS授时装置等传感器,设计了动态精度检测系统,开展了POS系统动态精度检测方法研究。主要采用单次测量时间统计、平滑曲线拟合等方法探测检测系统的测量误差,并在误差剔除的基础上,结合ICP算法,利用跟踪仪高精度测量数据,对全站仪数据进行修正,提高检测系统整体测量精度。最后,在某实验区,进行车载POS系统动态跟踪实验,分别采用整体轨迹对比和实时点位对比方法进行POS系统事后处理精度检测和实时导航精度检测。实验结果表明:采用该种检测方法,动态检测系统能检测出POS实时和事后处理的动态定位精度。