输电线路智能巡检系统中GPS技术的研究与应用

在高压输电线下进行GPS数据录入,不可避免受电磁场等因素的影响,一是导致伪距测量中的误差增大,使定位精度降低;二是干扰GPS信号,影响接收机的捕获和跟踪,造成GPS信号接收失败、精度降低、轨迹数据的丢包、人员巡检的监督功能失效.为此,通过GPS相位平滑伪距方法提高相对伪距观测值精度,通过设计轨迹坐标监测程序对GPS信息数据的存储情况进行定时检测,有效避免轨迹坐标数据的大量丢包,保证人员的巡检轨迹完整,对巡检人员工作起到良好的监督作用,保证高压输电线路智能巡检系统的正常运行.     

一种双级北斗导航接收机伪距误差补偿方法

伪距误差是影响北斗卫星导航接收机定位精度的关键因素,本文提出一种基于伪距差分和自适应容积卡尔曼滤波（Cubature Kalman filter,CKF）的双级北斗导航接收机伪距误差补偿方法。该方法将伪距误差分为自有性误差和公共性误差两类,首先通过伪距差分方法补偿伪距自有性误差,其次设计量测噪声自适应CKF滤波器,对用户接收机运动系统状态进行估计,补偿伪距公共性误差。实验结果表明：载体静态时,双级补偿方法略优;载体动态时,双级补偿比单级补偿的定位误差减小显著,自适应CKF算法比CKF算法具有更好的对噪声和干扰的适应能力。     

煤矿井下人员安全可穿戴装置研究

针对井下人员定位系统定位精度较低、井下人员生命体征监测系统功能不全面的问题,研究了一种具有人员定位、摔倒或躺下姿态监测及心率监测功能的可穿戴装置。该装置采用RSSI测距与步距计算相结合的方法提高人员定位精度,采用三轴加速度传感器监测人员的异常动作,采用心率传感器获取心率数据。测试结果表明,该装置可以实现井下人员精确定位,能够准确判断井下人员是否摔倒、躺下,并对异常状态进行报警。     

基于粒子群优化的北斗多星定位方法

北斗卫星导航系统是我国自主建设运行的卫星系统,向全球用户提供高精度定位服务是其重要功能之一。为提高北斗系统的定位精度,一类可行的方法是伪距定位算法。针对常见的伪距算法存在依赖模型、计算复杂等问题,提出一种基于粒子群优化的北斗卫星定位方法。首先筛选出大气折射误差大、对定位贡献小的冗余卫星,由此获取多颗可利用的北斗卫星;在此基础上,研究粒子群的初始群体和适应度函数,通过粒子群算法得到优化后的接收机位置。实验结果表明,该方法可以快速搜索出优化的位置;与常用的最大四面体法解算出的接收机位置相比较,定位精度可提高大约1.5 m。     

时间差分相位平滑伪距定位技术分析研究

实时导航应用中,一般意义上的精密单点定位技术由于IGS精度星历的延后性限制了其应用。研究了实时精密单点定位技术,利用精度较高的时间差分载波相位值对低精度的伪距进行平滑,在伪距单点模型和相位伪距组合定位模型的基础上,推导了相位平滑伪距数学模型及其计算方法,并分析了电离层误差及对流层误差修正模型的影响。最后结合所编写的相位平滑伪距定位软件进行了实测数据导航定位精度测试,得到理想的定位结果,验证了推导的数学模型及其计算方法确实有效可行。模型及其计算方法对实时精密单点定位的应用具有很好的工程价值。     

车联网中基于伪距双差的车辆定位技术

为满足车联网中定位精度的要求, 本文提出了一种伪距双差车辆相对定位算法,该算法通过车辆间伪距信息的车到车(Vehicle-to-vehicle,V2V)交互,抵消了公共误差及不同接收机的时钟偏移量,提高了伪距双差的车辆定位精度。通过对比分析伪距双差算法与全球定位系统（Global position system,GPS)单点定位算法的距离误差均方根,证明了伪距双差算法的定位精度。仿真结果表明采用伪距双差算法(Double differencing relative,DDR) 的相对定位技术在公共可见卫星 数大于4时,其相对定位性能优于GPS单点定位方法。     

多基准站GPS定位靶场测试方法研究

在靶场试验过程中,传统的单基准站由于基线长度的限制使其作用范围有限,从而超出一定距离后,差分精度随着大气误差相关性的减弱而明显受到影响;为了解决靶场GPS单频伪距差分定位距离远时精度下降问题,提出了多基准站GPS定位伪距差分定位方法;该方法深入分析伪距方程和伪距差分定位之间的关系;建立靶场基准站网络实时接收目标定位数据和基准站定位数据并实时传送到控制中心;利用基于距离的线性内差模型,设计多基准站数据处理算法和多基线测量数据加权处理方法,实时解算目标定位信息;测试结果表明,多基准站GPS定位伪距差分定位方法,能够有效地解决常规单基准站伪距差分定位精度随用户站与基准站距离增加而降低的问题,同时提高了测试精度。     

一种基于坐标改正的改进DV-Hop定位算法

为有效提高DV-Hop算法在拓扑随机网络中的定位精度,提出一种利用锚节点定位误差修正未知节点坐标的新方法(PEDV-Hop).首先定义伪距误差因子剔除对平均跳距计算产生较大误差的锚节点,从而有效抑制网络拓扑随机分布影响,提高平均跳距计算精度;其次,视锚节点为未知节点,在计算平均跳距的同时,运用三边或多边测量法评估自身定位坐标,从而可计算得到锚节点坐标改正值,并将平均跳距与坐标改正值向网络广播;最后,未知节点根据接收到各锚节点的坐标改正值来修正自身定位误差,从而有效提高节点定位精度.仿真结果表明,PEDV-Hop算法实现简单,有效提高了节点的定位精度.     

基于LS-PSO的北斗伪距单点定位算法

北斗伪距单点定位具有易于实现、不存在整周模糊度、速度快等特点,具有很大的研究和应用价值;传统最小二乘法由于引入了线性误差、对初始值依赖性强而导致定位精度低;为了提高北斗伪距单点定位的精度,通过分析最小二乘法和粒子群算法的优缺点,提出了一种LS-PSO组合算法;首先利用最小二乘法定位计算接收机的大约位置,作为粒子群算法解的基准值并建立解的搜索空间,然后利用粒子群算法得到全局最优值,解算出精度更高的结果;经过实验验证,LS-PSO组合算法可以稳定的解算出m级精度的定位结果,并且三维方向偏差都在大约5 m以内;最后通过与遗传算法的收敛情况和最小二乘法的定位精度进行对比,证明LS-PSO组合算法可以快速的收敛到最优解并且有效的提高了北斗伪距单点定位精度。     

基于多组星历参数的后处理伪距差分算法

在后处理伪距差分中用所需时刻前后的星历参数相结合的方法计算卫星位置,计算动态站的精确位置,可能比只利用所需时刻前的星历参数计算得到更高的定位精度。从所求时刻前后的星历参数相结合求卫星位置,进行动态站的伪距差分定位,实验结果表明定位精度进一步提高。     

基于CSS技术的井下精确定位系统设计

针对现有井下定位系统大多只能提供区域性定位功能,无法为人员或设备提供精准、实时的位置信息的问题,提出了基于CSS技术的井下精确定位系统设计方案。该系统利用SDS-TWR定位算法和定位管理协议,在得到高定位精度的同时,不需要进行系统的时钟同步,增强了系统的可实现性和稳定性。井下测试结果表明,该系统可实现井下设备和人员的高精度定位,定位精度达到3m以内,最远传输距离达到350m。     

导航卫星信号模拟器伪距生成实时仿真研究

高精度伪距数据的实时生成是导航卫星信号模拟器开发需要解决的一项关键技术.在监测接收机测试中,信号模拟器生成伪距数据时必须采用高精度而复杂的卫星轨道和伪距误差项计算模型,但是复杂的计算模型严重影响了伪距数据生成的实时性.针对问题,提出了迭代计算与插值计算相结合的伪距生成方法,并采用方法对监测接收机和普通定位接收机用户进行了伪距数据的实时生成仿真和精度分析.结果表明方法能满足伪距数据生成的实时性和精度要求.     

一种基于GPS和电子指南针的车辆跟踪系统

提出一种基于GPS伪距差分定位数据和车载电子指南针的车辆跟踪方法.该方法周期性地同时采集车辆的GPS伪距差分定位数据和车载电子指南针的角度数据,通过一种数据融合方法将两类数据进行融合,实时给出经过误差修正的车辆运行轨迹.该方法的优点之一是车载电子指南针的角度不会产生误差积累,可以对GPS伪距差分定位数据进行有效的修正,从而提供更精确的车辆运行轨迹.     

基于指纹技术的蓝牙室内定位系统

针对室内定位服务的迫切需求,搭建了利用指纹技术实现对室内蓝牙设备的精确定位系统。该系统以蓝牙设备为平台,通过获取蓝牙无线链路的接收信号强度参数,建立信号样本数据库,对在线阶段采集到的信号利用K阶近邻法实现对设备的定位。该系统在传统指纹定位算法的基础上加入了对在线定位阶段信号的小波去噪过程,用于降低噪声干扰,提高定位精度。在办公室环境下,蓝牙设备的平均定位精度达到了0.2 m。     

基于MATLAB的GPS选星分析及实验研究

利用MATLAB ,对GPS星座运行进行实时解算 ,缩小了选择最佳星座的遍历空间 ,减小了对GPS卫星的搜索时间 ,从而使选星的实时性更好。仿真对GPS星座的运行还具备预报功能。实验表明 ,该方法简单易行 ,结合伪距测量定位方法 ,可以提供满足工程应用需要的定位精度     

Shortwave spatial spectrum direction finding and positioning system based on software communication architecture

With the rapid advances in digital signal processing technology, spatial spectrum estimation theory and technology has been widely used in various fields and has become a new favorite in radio direction finding and passive positioning fields. This paper constructs a new shortwave spatial spectrum direction finding and positioning system, which establishes a standard interoperable platform based on software communication architecture (SCA). Meanwhile, a new shortwave co-location method is put forward, which realizes the flexible networking of the new shortwave spatial spectral direction finding system through the optical fiber or Ethernet. Besides, cyclic direction of arrival (DOA) estimation and weighted average method are applied to improve the positioning accuracy under complex environments. Simulation results show that this method has good positioning performance and stability.     

星载双频GPS观测数据的降采样处理方法

给出了星载双频GPS观测数据降采样处理方法.伪码观测精度较低,在降采样过程中采用不同的平滑方法对伪码的精度影响较大.首先阐述了观测数据的降采样原理,给出多项式平滑伪距和载波相位平滑伪距方法,分析了两种方法的优缺点;然后通过伪码数据质量评估结果来分析不同平滑方法对伪码观测精度的贡献.最后通过对模拟器输出的1 Hz星载双频GPS模拟数据的降采样处理,验证了降采样方法的正确性.结果表明两种平滑方法均能显著地提高降采样后的伪码观测精度,其中载波相位平滑方法效果更加优越.     

低成本差分GPS系统的设计与验证

介绍一种低成本的差分全球定位系统(价格在200英镑以内),系统利用ATme191EB55测试板及AT91M55800A处理器,建立了一种基于嵌入式设备的伪距差分GPS系统的设计方案,在满足实时性和稳定性的基础上,实验结果可以使定位精度提高至5 m以内.     

基于ARM的六足仿生机器人野外定位系统

为了更好地控制六足仿生机器人适应野外作业环境,针对机器人野外定位问题,提出了一种六足仿生减灾救援机器人无线野外定位系统解决方案,方案以三星S3C2440为硬件平台,以嵌入式linux系统为软件平台,设计了六足仿生机器人野外定位系统。通过GPS全球定位系统进行六足仿生机器人的定位,利用GPRS实现网络通信,并将定位信息传输到终端设备,终端设备通过发送命令的方式控制六足仿生机器人实现相应的动作。实验证明：该系统的稳定性好,可靠性较高,能较好的满足六足仿生减灾救援机器人野外定位的需求。     

基于惯导辅助地磁的手机室内定位系统设计

目前的室内定位技术大都是需要建立足够多的信号节点,这种有源信号受建筑物干扰衰减快导致其定位精度不足。为了避免这些存在的问题,通过深入研究室内定位方法,提出了基于惯导辅助地磁匹配的适用于手机移动终端的室内定位方法。有别于传统的室外定位系统,本文利用地球磁场在不同点的差异化信息,并通过选择适当的地磁匹配算法,可以实现不依赖于外部设备的移动个体室内定位,同时通过惯导辅助地磁的组合定位方式有效增加地磁信息匹配效率,能获得较高的室内定位的精度。最后设计了基于android平台的手机室内定位软件,可利用手机内置的传感器设备实现室内定位功能,仿真及实验显示该定位方法是有效的。