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关键词： “无人船+多波束”   南京市   内河航道   信息采集  

摘要： 南京市内河航道的信息采集对于水运安全和航行效率至关重要,传统的调查方法成本较高,且采集时间过长。为了解决上述问题,基于“无人船+多波束”研究了一种新的南京市内河航道信息采集技术,结合多波束声呐技术和无人船技术,实现了对南京市内河航道的高精度信息采集。多波束声呐技术能够提供高分辨率的水下地形数据,帮助测绘航道底部的细节,如深度、水下碍航物等,通过无人船进行远程操作,无须人员直接参与便可实现信息采集。研究结果表明,基于无人船和多波束技术的南京市内河航道信息采集方法具有高效、安全和成本低的优势,不仅可以提高航道测绘的准确性,还可以缩短采集时间,为南京市内河航道的水运安全和航行效率提供重要支持。

关键词： 地形测量   GPS-RTK技术   CORS模式   电台模式  

摘要： 分析了CORS模式与电台模式的优缺点,并结合两者联合运用的测绘实例,评价两者联合运用的价值。研究结果表明,CORS模式与电台模式结合使用能够提升地形车辆的效率与准确率,针对复杂地形展开有效的地形测量。

关键词： 土壤湿度探测   反演方法   卫星遥感  

摘要： 土壤水分是全球水循环中不可或缺的部分,探测土壤湿度对于生态规划、水文模型构建、农业生产、干旱监测等具有重要意义。传统土壤湿度监测方法主要包括重量法、电阻法、时域反射计法等,存在监测区域小人力成本高等缺点,而卫星遥感能大范围探测土壤湿度变化趋势且时空分辨率高,是目前土壤湿度监测的主要方法。本文首先归纳了卫星遥感监测土壤湿度的方法类别,对卫星遥感中光学遥感和微波遥感两大类土壤湿度反演技术进行了总结分析;其次分别概述了两类遥感技术的基本原理,并对其反演方法进行了全面总结,包括对优缺点、适用区域、反演精度的分析;最后讨论了每类方法在土壤湿度反演发展中面临的挑战,并对土壤湿度反演的未来方向进行了展望。

关键词： 分布式   协同定位   因子图   迭代滤波   信息融合  

摘要： 针对多无人机之间位置信息的求解问题,提出基于GNSS/UWB的分布式协同定位方法,并基于因子图理论构建了一套分布式数据融合框架,在无人机之间引入消息传送与接收以实现信息共享,然后采用和积算法求取无人机节点位置信息的边缘概率密度函数。设计了基于改进EKF的迭代滤波器对无人机状态进行估计,对算法进行仿真。仿真结果表明,该分布式协同定位算法有着接近于集中式协同定位算法的定位精度,并且优于单点独立定位算法的定位精度。

关键词： 超快精密定轨   多系统GNSS卫星   天地协同PNT网络   均方根误差  

摘要： 全球导航卫星系统(GNSS)超快精密定轨为GNSS实时应用提供了高精度空间基准。基于天地协同定位、导航与授时(PNT)网络服务中心实现了四系统GNSS卫星超快精密定轨,并对定轨结果进行精度评价。介绍了天地协同PNT网络的概念内涵以及网络服务中心部署的超快精密定轨软件架构和详细功能,并针对实时应用需求提出了一种双线程滑动窗口超快精密定轨策略。最后利用重叠弧段比较、与外部轨道产品比较以及卫星激光测距(SLR)检核3种方式对定轨结果进行了精度评价。结果表明,与武汉大学分析中心的最终事后精密轨道产品相比,四系统GNSS MEO卫星预报6 h弧段的径向均方根(RMS)误差整体在2~5 cm水平,BDS2 IGSO卫星最小一维RMS误差在10~15 cm水平;GPS和Galileo卫星的SLR检核残差均值在1~3 cm水平,标准差在3~6 cm水平,能够满足后续厘米级实时应用对空间基准的精度需求。

关键词： 渔业   声呐   多波束宽带   Delta-Sigma调制  

摘要： 针对远洋渔业捕捞作业过程中对于高效、高精度探测扫海的需求,该研究结合全方位数字宽带多波束技术具有长距离、高分辨率目标探测的特点,采用宽带技术和多波束技术抑制界面混响、体积混响的干扰,及提升探测目标分辨率,提出一种基于可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的分布式信号处理系统架构,实现多个扇区独立探测扫海,通过水声学理论仿真分析方法,确定影响系统性能的换能器阵尺寸、最大探测距离和最优工作频点3个主要参数之间的相互制约关系,并结合国内典型渔船现状确定渔用声呐关键参数,优选探测信号频段为20~30 kHz。进一步分析噪声、界面混响、体积混响对探测性能的影响,采用基于FPGA的“并行+串行”宽带波束成形实现算法方案,使运算过程中片上存储资源使用量降低90%;采用Delta-Sigma调制技术提升发射信号信噪比,将20~30 kHz内的噪声调整到50 kHz以上频段;提出基于两点递推插值一步预测的波束稳定改进算法,实现在渔船大幅度摇摆下实时波束稳定误差小于1.6°(-0.8°~+0.8°)。研制渔用声呐圆柱型换能器阵、高集成度接收机和发射机、256通道多通道信号处理机等核心部件,并进行系统集成,最终系统实现256个独立的接收和发射通道,支持20~30 kHz频段信号,具备水平360°全方位及垂直近70°的扫描探测能力。选择远洋围网渔船进行海上试验,结果表明:系统性能稳定,环境目标探测结果清晰连续,对目标强度为0 dB鱼群的探测距离达到1550 m以上。所研制的全方位数字宽带多波束声呐关键指标满足海洋渔业捕捞场景需要,可大幅度提升渔业捕捞探测性能,为下一步大规模自主量产奠定基础。

关键词： 组合导航系统   马氏距离   鲁棒滤波算法   比例因子  

摘要： GNSS/SINS(全球卫星导航/捷联惯性导航)组合导航系统的最优卡尔曼滤波需要满足测量值为高斯分布的假设条件,否则将会导致滤波精度下降甚至发散。鲁棒滤波是解决上述问题的有效方法,但在提高滤波精度方面存在一定的局限性。为了解决该问题,基于马氏距离和牛顿迭代法提出了一种改进的鲁棒滤波方法。首先,根据马氏距离判断测量值是否存在异常;然后,根据牛顿迭代法引入一个比例因子以对测量噪声协方差矩阵进行优化与调整,进而较精确地调整测量值与系统模型信息在滤波过程中的比重;最后,基于最优卡尔曼滤波(KF)、传统鲁棒卡尔曼滤波(RKF)及文中提出的改进鲁棒卡尔曼滤波(IRKF)对GNSS/SINS组合导航系统进行仿真分析及性能对比。实验结果表明,相对于KF,IRKF可提高位置及速度精度分别为14.1%及13.8%,相对于RKF,IRKF可提高位置及速度精度分别为8.1%及7.7%。

关键词： 信号降噪   全球定位系统实时动态差分技术(GPS-RTK)   主成分分析(PCA)噪声压缩   组合算法降噪  

摘要： 全球定位系统实时动态差分技术(global positioning system-real time kinematic, GPS-RTK)是解决路基边坡安全监测问题的重要手段,但GPS-RTK信号易受到多路径误差和共模误差的影响。基于小波变换(wavelet transform, WT)和主成分分析(principal component analysis, PCA)分别可以有效去除多路径误差和共模误差,提出WT-PCA算法去除信号误差。首先设置仿真信号,通过参数调优进一步提高单一算法的降噪效果。其次提出组合算法WT-PCA改进单一算法的缺陷,并与其他组合算法进行对比分析。最后,对十天高速路基边坡的GPS-RTK监测数据进行实例分析。结果表明,WT-PCA算法的信噪比和均方根误差较于WT-VMD优于66%和50%左右,算法可以有效地消除GPS-RTK信号的多路径误差和共模误差影响。提高边坡位移监测信号处理精度,进一步评估边坡结构形变及安全状态。

关键词： 地理信息公共服务平台   数字正射影像   测绘地理信息   基础地理信息   时空信息   时空数据   基准站   基础测绘工作  

摘要： 日前,黑龙江省测绘地理信息局全面完成2023年省级基础地理信息资源建设与更新工作,成果均通过验收并已完成汇交。基础地理信息是经济社会发展、生态文明和国防建设必不可少的基础性、公益性战略资源,具有通用性强、共享需求大的特点。省级基础地理信息资源建设与更新是省级基础测绘工作的一项重要内容,是黑龙江省测绘地理信息局履行法定职责的主要抓手。2023年,该局组织完成覆盖全省约47.3万平方千米的优于1米分辨率数字正射影像制作、全要素和框架要素相结合的基础时空信息数据库更新、省地理信息公共服务平台服务数据制作与平台运维,以及北斗基准站“一张网”运维等工作,数据成果可为数字龙江、数字经济、数字政府、数字社会等提供统一的时空数据基础底板。

关键词： 林业专题地图   制图综合   连续面状图斑   地图缩编   Focal滤波器   位置精确度  

摘要： 森林资源规划设计调查成果总是以连续的面状图斑呈现。当大比例尺二类调查成果图缩编为更小比例尺地图时,常常需要制图综合。如何在制图综合时既要简化多边形边界,又要保持各类型林相面积和位置的相对不变,是林业专题制图的一个难题。经大量实验发现,将实施制图综合的连续面状图斑要素从矢量格式转换为栅格格式,经Focal滤波器以Majority方式滤波处理后,再将滤波后结果从栅格数据转换为矢量数据,可较好地实现森林资源专题连续面状要素信息的制图综合。以云南省某地一个1万hm^(2)的实验区为例,使用该方法将1∶2.5万的森林资源二类调查成果图缩编为1∶25万。结果表明,缩编后,多边形边界简化,目视效果较好,各类型林相面积变化绝对值平均为0.2%,位置精确度平均值为94.68%。此方法已应用于云南森林资源状况图集相关专题图等的生产实践。