一、扩展GPS用于卫星状态的整体测量（论文文献综述）
田入运[1]（2021）在《无线低功耗节点式地震采集系统关键技术研究》文中研究说明地震勘探方法利用地震仪接收人工震源激发的地震波,可以直观的了解地下地质构造,具有勘探深度大、施工效率高的优点,在矿产资源勘探行业中起着举足轻重的作用。随着矿产资源需求的增加和易开采资源的减少,地震勘探方法对勘探装备的要求也越来越高,“深部开采、智能开采、绿色开采”是未来我国矿产资源开采理念的三大发展方向。然而,在地质条件复杂的地区,传统的有缆遥测地震仪器由于大线连接,导致排列布设困难,具有施工成本高,勘探效率低,维护困难等问题,需要解决地震探测仪器装备的复杂环境适应性所面临的技术难题。便携式节点地震仪是一体化集成式的地震采集系统,一般独立的节点便可以完成地震数据采集任务,省去了布置大线的繁琐,通常情况下,节点内部电池可以支撑整个施工过程,不必频繁的更换供电模块,给勘探工作带来很大的便利。同时,便携式的节点设备也意味着更灵活的勘探方案设计和更广的勘探范围。节点地震仪凭借着其仪器排布的灵活性、高精度的数据采集和高效率的施工等特点越来越多地应用在复杂地质勘探环境中,是实现“地壳结构透明”的新利器。目前我国的节点式地震仪器长期依赖进口,国产节点式地震采集系统与国外先进的仪器具有很大差距。在复杂的地质勘探环境进行大规模的地震勘探时,现有节点式地震采集仪器排列布设和野外维护困难,工作效率低,尤其是在被动源地震探测方法中,需要仪器采集微弱的地脉动信号,勘探周期长达几天或十几天,现有仪器的噪声和功耗性能难以适应不断更新的地震探测方法。除此之外,国内节点式地震仪器大部分是采用内部时钟进行仪器授时,随着采集时间的增加,采集站上晶体振荡器的频率漂移将带来显着的时间误差积累,因此需要研究大规模地震勘探环境下不受节点数量限制和勘探时间限制的高精度无线多节点时间同步系统。由于节点地震仪采集的数据需要施工完毕后经过回收装置下载合成才能观测到数据质量,滞后的数据获取极大影响了施工效率,具有封闭性的技术缺陷,需要研究无线实时数据质量监控系统以便在地震数据采集过程中对勘探情况进行评估。本文分析了当前节点仪器的特点,针对各个关键问题进行深入研究,设计和实现了低噪声、低功耗的微弱地震信号采集系统、基于分时索引插值截距的多节点高精度数据同步方法和基于能量均衡的无线数据质量监控方法,并开发了相应的无线低功耗节点式地震探测系统GEIWSR-Ⅲ,通过野外应用实例验证了新系统的有效性和实用性。论文的主要研究内容如下:（1）低噪声、低功耗的高精度地震信号采集系统研制。首先分析了模拟信号采集通道的噪声来源,分别针对各个噪声来源进行抑制,利用最小噪声原理和阻抗匹配技术设计了低噪声的模拟信号调理电路,针对当前主流?-Σ型A/D转换器进行对比和选择,设计了高精度的数据采集通道,经过技术指标测试,采集系统的短路噪声水平为0.8μV@500Hz,动态范围达到126.7d B@500Hz,信噪比达到131.53d B@500Hz,谐波失真水平达到124.4d B@31.25Hz。针对节点系统在地震勘探中的工作流程及硬件结构,设计并实现了系统的动态功耗管理技术。分别对节点地震仪中的各个硬件的工作过程及功耗进行了详细分析并制定了相应的低功耗控制策略,使得仪器达到162m W@自主工作模式,291m W@无线监控模式的功耗水平,通过合理配置仪器工作模式,使得系统的平均功耗达到198m W,提升了仪器的野外工作时长。（2）高精度分时索引插值截距的无线多节点地震数据同步方法研究。针对大规模、高密度地震勘探方法中多节点的时间同步问题,讨论了当前节点地震仪数据同步的研究现状,分析了当前节点地震仪器时间同步的精度要求和本文设计的节点采集系统的硬件架构,设计了一种利用GPS和高精度恒温晶振的低功耗时间同步系统,采用高精度恒温晶振连续授时,GPS间歇性校准的方式,补偿ADC时钟晶体漂移造成的累积误差,设计了基于GPS秒脉冲（PPS）中断、GPS串行中断以及主程序流程之间的精准时间服务流程,使得节点之间的同步精度达到0.688μs。场地试验证明本文设计的同步方法的稳定性不受传感器节点位置、节点数量和探测时间的影响,具有较强的实际应用能力,满足大规模、高密度地震采集任务的时间同步需求。（3）满足复杂地形、大规模、数据传输可靠的混合通信系统和无线数据质量监控方法研究。针对大规模、密集型地震勘探无法进行有效的数据质量监控限制,提出了基于核心网和扩展多跳网的混合通信系统,设计了基于远距离、高速数据传输的Wi-Fi无线通信单元的核心网络架构和基于低功耗的Zig Bee无线通信单元的扩展网络架构,根据提出的网络架构,设计了网络仿真模型,提出了可变权重的分簇和路由算法以均衡网络负载和能量,并根据该算法提出了节点在无线网络监控中的数据融合技术和数据质量监控方法。仿真实验表明,可变权重的分簇和路由算法可以在整个网络周期内不断地调整影响网络能耗的因素（簇头节点与成员节点、网关节点之间的距离和节点的剩余能量）的权重,使整个网络的能量更加均衡。网络性能对比测试中,本文提出的方法相比LEACH方法和EEUC路由方法相比分别降低35%和12%的网络能耗。无线数据质量监控方法测试表明,当数据抽取因子e值为0.2时,可以获得保真率99.44%的监测数据,大大减少了无线监控网络的数据传输压力,提高了勘探效率。（4）基于上述关键技术,开发了集信号拾取、数据采集、多节点数据同步和无线数据质量监控功能于一体的新型节点式地震仪器系统GEIWSR-Ⅲ。通过与GEIWSR-Ⅱ系统（吉林大学研制的代表性无缆地震仪器）进行对比测试,结果表明,新系统的等效噪声水平由1.2μV@500Hz降低到0.8μV@500Hz、平均功耗由单通道500m W降低到198m W、数据同步能力由10μs提高到了0.688μs,添加了基于能耗均衡的无线数据质量监控系统,解决了仪器封闭性的技术缺陷。最后,利用本文研究的无线低功耗地震采集系统GEIWSR-Ⅲ与SE863轻便分布式遥测地震勘探系统、Sercel 428XL地震探测系统在松原市查干花镇进行了联合探测对比实验。实验结果表明,GEIWSR-Ⅲ系统与Sercel 428XL系统采集的数据质量相当,相比于SE863系统,GEIWSR-Ⅲ系统具有更高的数据分辨率。在仪器的便携性和施工效率上,GEIWSR-Ⅲ相比Sercel 428XL系统、SE863系统具有更大优势。综上所述,GEIWSR-Ⅲ系统具有设备轻便、性能稳定、时间同步精度高和无线数据质量监控性能稳定的特点,大大增强了我国节点式地震勘探设备的核心竞争力,为我国复杂地质勘探环境下进行大规模、密集型的地震探测奠定了基础。
杨红雷[2]（2021）在《融合多类卫星GNSS/SLR数据的精密轨道确定及大地测量参数解算》文中研究指明空间大地测量技术包括甚长基线干涉测量（VLBI）、卫星激光测距（SLR）、激光测月（LLR）、全球导航卫星系统（GNSS）、多普勒定轨和无线电定位组合系统（DORIS）等。其中,SLR技术是目前唯一能直接给出无模糊度亚cm级站星距离观测值的空间大地测量技术,而GNSS技术不受天气情况约束、观测简捷高效、拥有全天候高精度定位与授时等优势,已深深融入到人类社会的日常生活中。SLR和GNSS技术均在卫星精密轨道确定（POD）、精确测定地球自转参数（ERP）、建立与维持高精度地球参考框架、测定与精化地球重力场模型等科学研究中发挥的作用举足轻重。本文主要研究了联合多类卫星GNSS/SLR的精密轨道确定及大地测量参数解算的理论和方法,涉及多类卫星涵盖四大GNSS系统大部分卫星和地球动力学卫星。论文主要内容如下:1、基于改编的Bernese 5.2软件,增加了 Galileo、BDS-2和BDS-3卫星的SLR数据处理模块,实现对全球多家GNSS ACs Multi-GNSS长时间序列精密轨道产品稳定可靠的SLR检核功能,并根据不同类型GNSS卫星设计了不同的SLR检核残差筛选策略。2、利用SLR观测数据检核多家GNSS ACs Multi-GNSS精密轨道产品,结果表明不同时期各家ACs精密轨道的精度存在差异。Galileo、BDS-2 GEO、BDS-2IGSO、BDS-2MEO以及BDS-3MEO卫星精密轨道产品的整体精度分别在4～7 cm、20～50 cm、5～8 cm、3～5 cm以及3～6 cm范围。随着Multi-GNSS精密轨道确定技术不断更迭与改进,多家GNSS ACs精密轨道产品精度也不断提升。3、针对我国BDS-2 GEO、IGSO和MEO三类卫星,对四家GNSS ACs提供的2013-2018年的精密轨道产品进行SLR检核。按非星蚀期、星蚀期、偏航机动（YM）期对SLR检核残差结果进行系统分析,对比分析了各家分析中心SLR检核残差与卫星天底角、与SLR测站观测特性、以及与太阳高度角β和卫星纬辐角Δμ之间的相关性。SLR残差与β角和Δμ角间的相关性明确探测出四家GNSS ACs BDS-2精密轨道确定中,因动力学模型参数的不准确导致的周期性误差信号。其中,iGMAS的产品综合中心ISC提供的精密轨道产品精度整体表现最优。4、基于SLR-only单天法方程级层面叠加,实现Multi-GNSS SLR-only多天解精密轨道确定,包括三天、五天、七天和九天解。对比分析了多天解轨道精度提升规律情况,详细探究GNSS SLR-only高精度精密轨道确定所需的必要条件。GLONASS、Galileo、BDS-2GEO、BDS-2IGSO、BDS-2MEO 以及 BDS-3MEO卫星SLR-only多天解精密轨道重叠弧段差异的整体最优3D-RMS值分别在25 cm、50 cm、577 cm、189 cm、17 cm 以及 50 cm 左右。其中,GNSS MEO 卫星在R向上的整体精度可达1～2 cm。5、针对我国BDS-2和BDS-3卫星在2019年前半年的SLR-only多天解轨道,详细探讨了 SLR-only精密轨道确定精度与SLR观测量个数、SLR测站个数之间的依赖关系。当SLR-only多天解弧段同时满足超过50～80个SLR观测量、且包含5～7个分布均匀的测站的前提下,SLR-only多天解精密定轨精度稳定且表现良好。其中,MEO卫星轨道精度的3D-RMS值稳定在20～50 cm范围。6、鉴于GLONASS几乎拥有满星座SLR观测能力,设计了七种策略,对其2019年9月的SLR-only多天解轨道结果对比分析,探究了 SLR-only多天解轨道与精密定轨策略中先验轨道、太阳光压模型参数以及SLR距离偏差项之间的依赖关系。由于星蚀期或卫星机动影响,致使动力学模型参数估计不准确,继而引起SLR-only轨道精度随着多天解弧段的不断加长而降低。7、基于SLR-only和L-band法方程级层面叠加,实现联合GNSS L-band/SLR单天、三天、五天、七天和九天解精密轨道确定及大地测量参数解算,包括单GLONASS、单 Galileo 和单 BDS-2IGSO/MEO 卫星。联合 GNSS L-band/SLR 多天解轨道精度均有提升,单GLONASS和单BDS-2 IGSO/MEO多天解轨道在RTN方向上的精度提升在mm级,单Galileo卫星多天解轨道的外符合精度提升可达2～9 cm。8、讨论了 SLR数据的加入对联合GNSS L-band/SLR多天解轨道的精度贡献,这与GNSS卫星L-band多天解精密轨道确定中卫星动力学模型参数估计的准确性、地面GNSS测站分布、联合弧段中SLR数据质量强相关;以CODE ERP为参照,对比分析了基于GNSS L-band和基于联合GNSS L-band/SLR多天解ERP极移参数X分量、极移参数Y分量以及UT1-UTC值的解算精度。目前实验结果来看,SLR数据的加入对ERP精度的提升贡献不明显。9、基于观测量层面叠加的周解移动开窗批处理模式,实现Lagoes-1、Lageos-2、Etalon-1和Etalon-2卫星四颗地球动力学卫星长时间序列的高精度精密轨道确定及大地测量参数解算。设计了 Lageos-1“单星”、Lageos-2“单星”、Etalon-1“单星”、Etalon-2“单星”、Lageos联合“双星”、Etalon联合“双星”以及联合“四星”七种策略模式,对比七种模式下精密轨道、ERP、测站坐标、地心坐标以及SLR距离偏差项等大地测量参数的精度差异,详细分析了同步估计的多类参数受SLR观测数据质量、SLR测站核心站先验σ约束等导致的误差影响规律。10、初步实现基于Lageos-1卫星的地球低阶月时变重力场反演。与ILRS-B周解拼接后的精密轨道相比,Lageos-1卫星月长弧段解轨道在R向上的整体精度为1～2 cm,T向和N向上的整体精度为3～5 cm。以EGM2008为参照,对比分析了地球6×6阶次月时变重力场带谐系数、田谐系数和扇谐系数的月变化值,以及对应序列的谱分析。结果显示,本文求解的月时变重力仓整体精度较高且稳定,谱分析中探测出季节性、半年性、周年性信号也较为明显。
周晨[3]（2021）在《基于多传感器融合的四旋翼无人机定位系统研究与实现》文中提出近年来,随着计算机和电子信息技术的飞速发展,无人机领域也得到了飞跃式的发展。在无人机领域中,最基础也是最重要的研究方向就是无人机的导航定位。导航定位算法是无人机实现运动控制、自主导航等上层应用的基础。在实际工作和生产中,人们往往需要四旋翼无人机在山洞,隧道,野外等较为复杂的环境中完成作业,四旋翼无人机在此复杂的场景中工作时依靠单一的传感器无法完成可靠的定位。本文针对传统的导航定位方法鲁棒性、准确度和环境适应能力不够的缺点,重点研究了基于GPS/视觉/IMU等多传感器融合的定位算法,并且在四旋翼无人机平台上进行部署。论文主要工作如下:首先,针对无GPS信号的室内环境定位,本文研究了基于滤波法的视觉融合IMU的定位框架,针对相机和IMU数据采集频率不一致的问题,设计了多传感器时间同步算法。对于视觉里程计存在的累计误差问题,本文以误差卡尔曼滤波为基础,在状态更新阶段实现了克隆卡尔曼滤波算法,提高了定位算法的精度。另外对于视觉算法不够鲁棒的情况,本文也进行了相应的校正处理,提高了系统的鲁棒性。其次,针对有GPS信号的室外环境,为了实现鲁棒的长期无漂移的位置估计,本文研究了基于滑动窗口优化的GPS融合视觉算法。利用GPS和上述滤波方法得到的视觉惯导里程计之间的相关性,通过优化的方法来估计无人机系统的状态,为了减小系统的算力开销以便部署在机载设备上,本文设计了滑动窗口优化策略,通过边缘化的方法处理老旧的信息,将优化算法的算力开销控制在恒定范围内。最后,在公开数据集上以及四旋翼无人机上对算法做出了调试验证,证明了算法的实用性和健壮性。
余航[4]（2020）在《超宽带/GNSS/SINS融合定位模型与方法研究》文中研究说明全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）与捷联惯性导航系统（Strapdown Inertial Navigation System,SINS）组合能够在室外环境或卫星信号短暂失锁的条件下提供连续、可靠的导航定位服务。但是针对室内空间或是室内外过渡区域,由于卫星信号长时间被遮挡或严重缺失,此时可靠的定位服务将难以维持。超宽带（Ultra-wideband,UWB）系统以其可提供厘米级的理论测距精度且布设简单的优势,可为室内或室内外无GNSS信号或弱GNSS信号区域提供有效的测距信息,满足该区域的定位需求。本文围绕室内外导航定位应用中相关模型与方法开展研究,以车载实验平台为例,内容涵盖UWB/SINS融合定位模型与方法、GNSS/SINS融合定位模型与方法和UWB/GNSS/SINS融合定位模型与方法三部分。论文的重点研究内容概括如下:（1）在UWB/SINS融合定位中,UWB基站坐标通常是通过事先测量确定,其不可避免的与理论真值存在一定的偏差。因此针对UWB/SINS融合的问题,给出了动态EIV（Errors-in-Variables）模型,将UWB基站坐标误差纳入观测方程加以考虑;推导了处理动态EIV模型的总体卡尔曼滤波方法;给出了总体卡尔曼滤波方法的状态量验后估值与真值的理论偏差公式,分析了UWB基站坐标误差对状态量验后估值的影响。结果表明:实际应用中考虑UWB基准站坐标的误差并不一定就能提高UWB/SINS融合定位的精度,其受到UWB基站网形布设范围、基站布设精度及惯导器件水平的综合影响;就推导的总体卡尔曼滤波方法而言,室内无人车应用实验验证了提出方法的有效性。（2）针对UWB/SINS融合模型通常为非线性的情况,给出了非线性动态EIV模型的表达形式,并采用Gauss-Newton法推导了针对非线性动态EIV模型的广义总体卡尔曼滤波方法;分析了采用该方法的计算复杂度。结果表明:广义总体卡尔曼滤波方法能够处理非线性情况下的动态EIV模型,其计算复杂度略高于扩展卡尔曼滤波方法的计算复杂度。（3）在非线性动态EIV模型的基础上,进一步推导了无须求Jacobi矩阵的无迹总体卡尔曼滤波方法。由于采用该方法需要生成大量的采样点（sigma点）,对各sigma点进行非线性变换增大了运算量,提出采用如下两种方式减小计算量:1)条件线性变换结合边际无迹转换:将原状态空间模型表达成与部分状态量呈非线性相关,而与其余变量呈线性相关的形式,进而根据边际无迹转换,仅针对非线性相关的状态量生成对应的sigma点,减少了sigma点的个数;2)并行运算处理:将sigma点同时分配给多个CPU内核以并行处理的方式进行sigma点的非线性变换,根据计算机CPU实际可用核的个数成倍减少运行时间,达到实时解算的目的。（4）室外环境下GNSS/SINS组合导航应用中,由于路况的影响以及惯性器件并未与载体很好的固连等原因,当载体发生颠簸时,惯导的陀螺和加速度计实际输出值容易出现跳变的现象,从而影响连续、可靠的模糊度固定结果;提出给GNSS/SINS组合模型引入位置多项式拟合约束,用以辅助模糊度固定。位置多项式拟合约束通过时间窗口内的位置信息和预设的模型阶数预测下一历元的位置,其预测值与历元间的异常运动状态无关。从模型概率和模糊度固定状态综合判断惯导是否存在异常输出,若存在且影响了模糊度固定结果,则触发位置多项式拟合约束用于辅助模糊度固定以及更新GNSS/SINS的状态量验后估值。结果表明:采用该方法能够有效的弥补由于惯导瞬时异常输出而导致的模糊度无法连续固定的问题;发现结合部分模糊度固定策略能取得更好的效果。（5）融合UWB测距信息的GNSS/SINS组合模型将有助于提高定位的可靠性与精度。将UWB测距观测值作为等式约束,并根据实际应用场景挖掘系统的内/外隐含信息,可建立等式与不等式约束的UWB/GNSS/SINS融合定位模型。由于不等式约束信息的存在,通常须借助搜索的方式获得状态量的非显式估计值（无解析解）,因而计算效率低且无法对状态量估值进行精度评定。提出将凝聚函数法应用于不等式约束卡尔曼滤波;凝聚函数法可将所有的不等式约束方程转化为一个单一且光滑的非线性等式约束方程,可直接采用拉格朗日乘子法计算状态量的估计值和精度评定工作（有解析解）,从而无需采用耗时的搜索方法,更适合实时导航计算。结果表明:采用提出的方法能够获得与搜索方法（以序列二次规划法为例）相近的结果,但计算耗时相较于SQP方法降低了近10倍。该论文有图44幅,表13个,参考文献221篇。
陈康慷[5]（2020）在《低轨纳米卫星的星载GNSS精密定轨研究》文中研究表明全球大地测量观测系统（GGOS）预期在2020年实现以相对精度为10-9或更高的精度在地球参考框架中监测大地测量参数及其随时间的变化。为实现这一雄心勃勃的目标,GGOS需依靠当前及未来的地面、空中和空间各类卫星组网构成综合立体的监测体系。立体监测卫星平台可以搭载多种传感器和仪器,监测陆地、海洋、冰川和地球重力场及其时间变化。低轨卫星（LEO）从空间观测地球可以覆盖地表大块区域,而且可以同时采用多光谱、雷达、电磁波、激光等多种技术手段均匀一致地采集数据,具有独特的测量优势。对地观测卫星（如测高、SAR和重力场测量）本身的轨道精度直接影响测地结果的精度。星载GNSS已经成为对地观测卫星精确轨道确定（POD）的重要手段。星载GNSS定轨的精度高,效率也高。近年来随着小卫星（如基于Cube Sat标准化的10cm大小单位的纳米卫星）的日益普及,适应纳米卫星轨道确定的GNSS有效载荷研制需求也越来越迫切。我们采用现有商用单频GNSS接收机开发了一种小型通用GNSS板卡,作为纳米卫星的定轨载荷,具备重量轻（1.6 g）,尺寸小（12.2 x 16.0 x 2.4 mm3）,功耗低（100m W）等特点。两个原型板卡分别搭载在Astrocast-01（575 km）和Astrocast-02（500 km）两颗3 Unit纳米卫星上,已成功在轨运行,并提供精确的导航定位和定时服务。本文围绕一种适用于低轨纳米卫星POD的有效载荷,系统分析了GNSS接收机在热环境变化、真空和辐照测试中的结果和性能;然后,详细讨论了星载GNSS接收机在轨导航解（NAVSOL）实时定位、定速和定时精度的评估模型与方法,分析了各种在轨试验数据;利用星载实测GNSS伪距和相位原始观测数据,采用后处理模式进行了卫星精密轨道解算与分析;最后,成功地对纳米卫星实现了激光测距（SLR）观测,利用获取的激光观测数据对低轨卫星星载GNSS测定的轨道进行了外部检核。此外,GNSS精密钟差测定及其对精密单点定位（PPP）和LEO精密轨道确定的影响也做了附属研究。本文的具体研究工作主要包括:（1）详细介绍了Cube Sat精密轨道确定有效载荷的设计,包括GNSS板卡和SLR小型激光后向反射器阵列;升级改进商用现货GNSS接收机固件,并对接收机和天线进行真空、温度变化和辐射测试。系统测试结果表明,所选用的低成本接收机具备在预定轨道高度为卫星提供导航、定轨和定时的能力。（2）提出了约化动力学轨道拟合和卫星轨道高斯摄动方程相结合的Cube Sat卫星轨道沿迹向的经验加速度拟合模型,并采用卫星宏模型和大气密度模型建立了Cube Sat大气阻力先验改正模型,有效提高了卫星定轨和轨道预报精度。将上述改进算法,嵌入Bernese GNSS软件进行约化动力学轨道确定,评估了GNSS有效载荷的在轨表现和NAVSOL的质量。通过引入完整的动力学模型（包括高阶地球重力场、大气阻力和太阳辐射压力）改进轨道,并可添加随机脉冲参数逼近动态测量信息,有效提高了基于星载NAVSOL数据的定轨精度。计算结果表明,尽管有电离层误差和轨道模型剩余误差的影响,NAVSOL单天轨道拟合的RMS约在2～5 m之间。（3）试验分析了GNSS有效载荷的在轨性能。监测了星载接收机钟漂变化,并分析了其与GNSS板卡温度变化的关系;分别基于星载接收机导航解的位置和速度信息定轨,分析了导航解卫星位置和速度含有的系统误差;分析了多GNSS系统组合相对于GPS单系统在轨导航定位及定轨精度的改进;利用高采样的NAVSOL数据估计了卫星轨道机动对卫星轨道和卫星速度变化的影响,进而评估了星载小型推进器的性能。结果表明:Astrocast-01在轨导航解的轨道误差（RMS）在径向、切向和法向分别为4.3m,2.6m和2.2m;Astrocast-02在轨导航解的轨道误差（RMS）在径向、切向和法向分别为2.9m,2.3m和1.1m。（4）研究了低成本单频GNSS接收机星载观测值载噪比（C/N0）对观测误差的影响,分析了星上实测GNSS原始观测值的数据质量。基于L1伪距和相位观测值的GRAPHIC组合,有效消除了电离层误差并削弱了伪距观测值噪声影响,显着提高了星载单频GNSS定轨精度。利用安装在纳米卫星底部直径为1cm的激光后向反射棱镜阵列,计算分析了激光观测链路预算,成功地对两颗纳米卫星进行了激光测距观测和轨道质量检核,为未来低轨大型纳米卫星星座多技术观测及定轨模型优化提供了解决方案。结果表明:采用星上实测GNSS观测值进行动力学定轨,单频伪距事后轨道的SLR检核精度约为0.9m。（5）提出了GNSS精密钟差产品综合的抗差最小二乘估计方案,该方法不仅顾及各分析中心不同参考钟影响,还有效补偿了各分析中心钟差产品的系统误差,并控制了异常误差的影响。利用LEO卫星精密定轨和PPP实验,验证了本文提供的GNSS精密钟差综合产品的性能。
郭子明[6]（2020）在《激光雷达辅助的列车轨道占用识别方法》文中提出铁路运输具有运量大、能耗少,排量低等优势,是我国综合运输体系的骨干和主要运输方式之一,在经济社会发展中的地位和作用至关重要。为确保行车安全、提高铁路运输效率,列车定位系统需为列车运行控制体统提供列车位置、速度等运动信息及轨道占用状态。基于车载设备的列车自主定位是下一代列车运行控制系统的发展方向。目前常见的基于列车自主定位信息的轨道占用识别主要基于GNSS定位信息实现,其误差水平在某些铁路运行环境下可能导致轨道占用的错误识别。道岔是列车轨道占用识别的主要场景,激光雷达能够实现对道岔的自主检测,为列车轨道占用识别提供额外的轨道拓扑信息,从而提高列车在平行轨道区段和道岔区段的轨道占用识别能力。本文立足于列车自主定位中的轨道占用识别问题,对将基于激光雷达的轨道与道岔检测应用于轨道占用识别存在的问题进行了分析。首先基于铁路轨道的几何拓扑结构提出对激光雷达传感器的性能需求,提出列车运行环境噪声干扰下的轨道与道岔检测方法;构建基于贝叶斯建模的列车位置状态感知框架,利用数字轨道地图的辅助实现GNSS与速度测量的融合从而完成列车一维位置求解;建立轨道及道岔检测模型并引入列车位置状态感知框架,形成基于轨道事件概率模型的轨道占用状态识别方法;基于通过现场实验数据处理获得的统计结果对提出方法的性能进行了集成验证。论文主要包括以下研究内容:（1）分析了铁路轨道与道岔检测对激光雷达传感器的性能需求,考虑不同列车运行线路条件下轨道的空间分布特点及其在激光雷达点云数据中的分布特征,基于列车运行速度等约束条件及轨道检测的具体需求,提出对应的激光雷达传感器的性能参数指标,并结合特定安装条件提出适用于轨道检测的激光雷达标定方法。总结分析铁路场景特点及轨道结构特征,参考公路环境下的目标检测方法,给出采用激光雷达进行轨道检测的基本方案。（2）提出了基于时空特征的铁路轨道拓扑检测方法。根据单次扫描中的钢轨特征,基于模型匹配思想完成钢轨关键点提取,以钢轨的纵向连续性与轨道的横向关联特征为判别准则实现轨道检测。针对道岔结构的时空分布特点,提出基于轨道拓扑事件的分支方向预检测方法,减小了列车经过道岔后完成分支方向检测所需的距离损耗。（3）提出了基于贝叶斯建模的列车位置状态感知方法。基于GNSS测量信息计算获得GNSS定位位置的垂足曲线,提出考虑GNSS方向相关定位误差的地图匹配算法,在数字轨道地图辅助下与速度测量融合实现列车一维位置解算。基于贝叶斯概率模型构建列车位置状态感知框架,把位置变量引入不同轨道假设的概率计算过程,解决在道岔区段的列车位置模糊判决问题,提高了轨道占用识别效率,将列车位置决策与轨道占用状态识别有效结合起来。（4）提出了基于轨道事件概率模型的轨道占用状态识别方法。基于数字轨道地图建立道岔距离检测、道岔通过方向检测及轨道拓扑检测模型,对隐分支假设进行扩展构建了更适用于列车轨道占用识别场景的基于路线的位置假设。对各类检测的准确性进行统计分析,将各轨道事件引入既有贝叶斯定位框架,解决了轨道与道岔信息与既有列车位置状态感知框架的融合问题,显着提高了轨道占用识别的效率与准确性。论文构建了基于GNSS、速度传感器、激光雷达等多源传感器的列车轨道占用识别软件验证系统,基于现场实验数据及通过翻转获得的虚拟数据中的大量轨道占用识别场景,验证了本文提出的轨道占用识别方法具有更高的效率与准确性,其成果可以为下一代列车运行控制系统中的列车轨道占用识别系统与方案的研发与设计及其他相关关键技术与规范的研究提供较高的理论参考价值。
牛亚明[7]（2020）在《基于多传感器融合的车载定位系统及轨迹跟踪控制研究》文中指出多传感器融合技术的出现大大地促进了车载定位技术的发展,过去单独使用GPS或者惯导系统来进行定位的时候已经过去,在无人驾驶这个领域中,将GPS和惯性导航设备进行数据融合可以极大地提高定位精度。有很多数据融合的方法,本文采用卡尔曼滤波,因其传递性、时效性和准确性强,而被广泛采用,基于GPS/IMU组合定位滤波算法就是在此基础上成熟起来的。而此滤波算法有多种耦合方式,如松组合、紧组合和深组合,本文采用的是松组合,基本思路是将GPS和惯导两个定位系统分别作为子系统,二者单独工作,分别将各自的解算后的定位结果传到卡尔曼滤波器,取二者之差,后由误差模型将惯导系统的误差解算出来,最后把修正后的惯导输出结果当做整个系统的输出,使得结果最优化。之后以改装的智能车为载体,采集GPS和惯导的数据,处理后进行仿真实验,最后基于扩展卡尔曼滤波算法进行实车实验,仿真实验结果表明,融合后的定位误差比单独使用GPS在x、y、z方向上误差分别有所降低,在实车实验中,经纬度误差基本控制在厘米级,说明在组合导航定位系统中,卡尔曼滤波算法有效的降低了平面坐标中三个方向的误差。对于轨迹跟踪控制研究,主要是通过控制车辆的驱动和转向系统以使得车辆按照期望的轨迹行驶。包含了纵向的速度和侧向的路径跟随控制。本文首先建立了车辆运动学模型,可以基本属实的反应车辆的特性和性能,较仔细的介绍了MPC控制器的设计过程,从基本概念等理论知识出发,编写控制算法,建立了基于线性时变的模型预测控制器,设计了不同参数值得预测时域和控制时域的仿真实验来确定最优值。通过在不同车辆速度前提下进行轨迹跟踪仿真实验来验证算法的有效性。除此之外,也为实车试验奠定了算法基础,在校园内的轨迹采集也同样验证了本文的组合定位设备的精确性和实时性,也使得最终的轨迹跟踪实车实验顺利完成。
吕大千[8]（2020）在《基于精密单点定位的GNSS时间同步方法研究》文中进行了进一步梳理高精度时间服务是国家综合PNT（Positioning,Navigation,Timing）体系的重要组成部分,在国防军事、移动通信、天文观测等领域中发挥着重要作用。现阶段,基于光纤链路和基于激光链路的时间同步方法可以满足用户亚纳秒级的同步需求,但设备使用成本较高,动态灵活性受限。本文采用全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）授时的方式,提出了一种基于精密单点定位（Precise Point Positioning,PPP）技术的时间同步方法。该方法根据PPP时间传递结果驾驭本地时钟,使本地时钟所表示的本地时间与基准时间同步,可以达到亚纳秒级的时间同步精度,并且具备全天候、全覆盖、高精度、低成本等优点。本文围绕PPP时间同步这一核心问题,按照从事后模式到实时模式、从理论研究到工程实现的研究主线,主要完成了以下工作:1.PPP参数估计方法改进与误差补偿问题。研究了基于先验坐标约束的扩展Kalman滤波方法来提升PPP时间传递性能;针对PPP定时计算对模糊度固定可靠性要求比定位计算更高的实际情况,研究了基于整数相位钟法的模糊度固定方法,提出了适用于定时计算的模糊度固定与质量控制策略,采用假设检验、统计决策、残差检验等多种方法对模糊度固定各个阶段进行质量控制;研究了针对GLONASS（GLObal NAvigation Satellite System）伪距频间偏差和BDS（Bei Dou navigation satellite System）星端多径误差的补偿方法。实验结果表明,上述参数估计改进与补偿方法均能够有效提升PPP时间传递性能。2.事后条件下的PPP时间传递问题。首先研究了BDS PPP时间传递,分析北斗三号系统卫星对BDS PPP时间传递的性能提升;然后研究了多系统观测数据融合处理中的各类误差改正,并提出一种基于GPS/GLONASS/BDS/Galileo四系统的多模GNSS PPP时间传递算法;针对PPP时间传递中的日界问题,提出一种基于钟差重收敛（Clock Instantaneous Reinitialization）的多模GNSS PPP和整数相位钟时间传递算法。主要研究结论为:（1）基于多模GNSS PPP和整数相位钟法的时间传递均存在不同程度的日界问题;（2）钟差重收敛算法不仅能够解决时间传递的日界问题,而且可以削弱PPP参数估计过程中的未建模噪声误差,进一步提升基于多模GNSS和整数相位钟法的PPP时间传递性能。3.实时条件下的PPP时间传递与监测问题。首先介绍了时间监测的具体含义;然后以CLK93实时星历产品为例,比较分析了GPS（Global Positioning System）、GLONASS、BDS和Galileo的产品质量;在现有GPS PPP时间传递与监测方法基础上,提出了基于GPS/GLONASS/BDS/Galileo四系统的多模GNSS PPP时间传递与监测算法、多模GNSS混合相位钟法的时间传递与监测算法,研究了多模GNSS混合相位钟法的相位偏差和伪距偏差改正问题;最后综合比较上述多种时间传递与监测算法性能。主要研究结论为:（1）现阶段,模糊度固定解技术对时间传递与监测的性能提升要优于多模GNSS观测值;（2）多模GNSS观测值的加入可以增强PPP时间传递的可靠性,同时运用多模GNSS观测值和模糊度固定解技术进行时间传递与监测的性能最优。4.基于PPP技术的时间同步问题。针对分布式系统时间同步对高精度和灵活性的双重需求,提出了一种PPP时间同步方法。分析了PPP时间同步特点和场景要求;解决了分布式高精度时间同步的时间基准选择问题;设计了PPP时间同步测试系统的软件和硬件实现。最后通过硬件实验测试了传统GNSS时间同步、GPS PPP和多模GNSS PPP时间同步性能。主要研究结论为:（1）PPP时间同步方法适用于解决广域空间内稀疏分布式系统的时间同步问题;（2）在现有众多实时精密星历产品中,CLK53和CLK80的产品质量和时间基准稳定度较好,可以为PPP时间同步提供时间基准支持;（3）传统GNSS时间同步实验结果的均方根误差为16.7 ns,GPS PPP时间同步均方根误差约为0.41 ns,多模GNSS PPP时间同步性能约为0.33ns。本文提出的PPP时间同步方法的同步精度要远高于传统GNSS时间同步方法,并且多模GNSS PPP时间同步的可靠性更强。
赵晓林[9]（2020）在《面向站场GNSS受限环境的伪卫星辅助列车定位方法研究》文中进行了进一步梳理实时精确列车测速定位对列车运行控制具有重要意义,近年来,北斗（Bei Dou Navigation Satellite System,BDS）、GPS（Global Positioning System）等全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）在铁路列车定位中的应用已成为一种重要发展趋势。卫星定位性能受信号观测条件直接影响,当列车进入或通过带有雨棚等遮挡物的铁路站场时,卫星信号可视性会受到极大限制,观测质量无法满足定位精度、连续性和可用性需求。地基伪卫星（Pseudolite,PL）技术近年来愈发得到关注,能够辅助全球导航卫星系统构成空-地协同信号服务体制,在空间导航卫星信号观测受限环境下提供增强的定位服务,能够在铁路站场区域辅助GNSS实现无缝化列车定位,对保证列车安全、高效运行具有重要支撑意义。为此,本文提出一种面向铁路站场GNSS受限环境的伪卫星辅助列车定位方法,设计了一种基于聚类的新型萤火虫算法,针对特定站场GNSS观测条件的受限特性,构建了一种基于改进萤火虫算法迭代优化的站场伪卫星空间布局寻优方案,并面向GNSS导航卫星、伪卫星组合观测框架提出了可适于不同观测条件的GNSS/PL组合列车定位解算方法。论文完成的主要研究工作包括:（1）总结了GNSS和伪卫星的误差来源,设计了GNSS/PL组合定位模型,构建了GNSS/PL一体化列车定位系统结构和伪卫星布局设计方案;（2）提出了基于聚类的改进萤火虫算法,运用自适应步长、邻域拓扑结构以及基于聚类的广义中心粒子引导策略,对常规萤火虫算法进行了优化;（3）提出了完整的铁路站场环境伪卫星布局优化方法,充分考虑带遮挡站场环境和列车运行过程的时空域约束特性,将性能指示因子用于改进的萤火虫优化算法确定伪卫星优化布局方案,辅助实现GNSS/PL组合定位解算。本文运用实际站场实验采集数据和专用仿真系统构建了验证环境,分别从布局寻优算法性能、伪卫星空间布局特性和GNSS/PL组合定位性能三个方面进行测试验证。通过10个基准测试函数、4种同类萤火虫优化算法进行对比测试,验证了本文提出的基于聚类的改进萤火虫算法的性能优越性;在伪卫星空间布局特性方面,面向特定站场环境将经优化所得伪卫星布局方案与多个参考布局方案进行对比,验证了本文提出的伪卫星布局优化方法的有效性;在GNSS/PL组合定位性能方面,将实际卫星导航接收机定位输出与优化伪卫星布局下的GNSS/PL组合定位结果进行对比,分析了列车在站内雨棚遮挡区域引入伪卫星辅助列车定位的性能优化水平,验证了本文提出的伪卫星布局优化及辅助定位方法对基于单一GNSS定位的性能增强能力,为解决铁路站场及其它受限观测环境中的列车定位无缝优化问题提供了有效途径。图66幅,表24个,参考文献67篇。
刘鑫[10]（2020）在《基于扩展ADOP的多系统GNSS快速可靠精密定位方法研究》文中研究说明全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）的实时差分技术具有全天候、全天时、全自动及测站间无需通视等优点,其在建（构）筑物变形监测、滑坡泥石流等地质灾害监测、无人技术发展、动动定位等方面具有广泛的应用前景。上述应用均需高精度、高成功率和可靠的实时快速定位,其关键在于模糊度的快速正确固定。因模糊度精度因子（Ambiguity Dilution of Precision,ADOP）是衡量模糊度固定成功率的标量因子,论文重点基于ADOP理论研究基于多系统GNSS的快速可靠精密定位方法,主要研究内容涵盖模糊度固定成功率理论分析、复杂环境下具有可控成功率的快速精密定位、多系统GNSS模糊度解算的可靠性理论分析及开阔条件下快速可靠精密定位,且主要研究成果如下:（1）针对单历元ADOP公式较复杂,不利于理论分析的弊端,基于ADOP理论,通过定义权的和与权的积之比（Summation-Multiplication Ratio of Weight,SMRW）,分析了SMRW性质,推导了单历元扩展ADOP（Extended ADOP,EADOP）公式、多历元E-ADOP均值公式及添加卫星后E-ADOP均值下限公式,形成了E-ADOP理论。基于该理论分析了不同情况下影响模糊度固定成功率的主要因素;在基于GNSS的单频单历元定位成功率方面,多系统优于单系统的主要原因在于前者较多的可见卫星,北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System,BDS）优于全球定位系统（Global Positioning System,GPS）的主要原因在于BDS中较多的高高度角可见卫星。（2）考虑到目前选星算法无法获得稳定、较高的成功率且随卫星数量增加较为耗时的缺陷,将ADOP因子引入选星算法,提出了基于E-ADOP的自适应截止高度角快速选星算法,其具有较高的ADOP可控成功率且适用于不同复杂观测条件。在该算法中,研究了移除低或高高度角卫星对ADOP的影响,证明了少量高高度角卫星可获得高成功率;确定了快速选取卫星子集的阈值因子及其理论和实际计算公式,并给出了根据给定ADOP快速选取卫星的步骤。结果表明,该算法可实现具有稳定、较高成功率的快速定位,且具有较高平面定位精度。（3）单频单系统GNSS定位、基于多系统GNSS的选星算法和部分模糊度解算（Partial Ambiguity Resolution,PAR）算法虽均可实现快速定位,但由于其理论基础不同,上述算法的可靠性尚需充分的理论分析和实验验证。推导了添加基于卫星的观测量前后基线和原模糊度向量浮点解精度的严密变化公式;推导了添加观测量前后原模糊度及整体模糊度向量的ADOP关系;分析了添加观测量前后原模糊度向量的概率密度函数、整数最小二乘归整域及基于R-ratio检验的整数孔径归整域的变化规律。理论分析和实验结果表明,在模糊度浮点解精度、固定成功率和可靠性方面,基于多系统GNSS的PAR算法为最优算法;实验结果表明,在上述三个方面,基于BDS的单历元单频定位和PAR算法均优于GPS。（4）在多系统GNSS单历元定位中,针对现有PAR算法面临如何快速选取最优模糊度子集以实现高成功率、高精度快速定位的问题,提出了同时顾及定位精度和成功率的基于E-ADOP和凸包选星的PAR算法。在该算法中,分析了ADOP作为阈值因子在模糊度降相关前选取模糊度子集的可行性;提出了基于凸包选星的模糊度选择法,即基于凸包的等分旋转法和多边形最小内切圆最大半径法,以快速选取与均匀分布的低高度角卫星对应的所需模糊度;提出了基于EADOP自适应截止高度角选星的模糊度选择法,以根据与低高度角卫星对应的已选模糊度及给定的ADOP值快速选取与高高度角卫星对应的模糊度。结果表明,所提算法在实现高精度、高成功率和可靠的快速定位的同时亦可弥补（2）中算法因所选卫星均为高高度角卫星所导致竖直方向定位精度不高的缺陷。该论文有图80幅,表25个,参考文献193篇。
二、扩展GPS用于卫星状态的整体测量（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、扩展GPS用于卫星状态的整体测量（论文提纲范文）
（1）无线低功耗节点式地震采集系统关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外节点式地震采集仪器的发展现状 |
| 1.2.1 国外节点式地震采集仪器的发展现状 |
| 1.2.2 国内节点式地震采集仪器的发展现状 |
| 1.3 节点式地震仪器的应用现状和存在的问题 |
| 1.3.1 节点式地震仪在主动源勘探中的应用现状 |
| 1.3.2 节点式地震仪在被动源勘探中的应用现状 |
| 1.3.3 节点式地震仪在主、被动源探测中面临的问题 |
| 1.4 研究目的和意义 |
| 1.5 论文研究内容和结构安排 |
| 1.5.1 论文研究内容 |
| 1.5.2 论文结构安排 |
| 第2章 节点地震仪在主、被动源勘探方法中的应用及需求分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 节点地震仪在主动源勘探方法中的应用及施工流程 |
| 2.2.1 二维、三维地震勘探方法 |
| 2.2.2 节点式地震仪在主动源勘探方法中的施工流程 |
| 2.3 节点地震仪在被动源勘探方法中的应用及施工流程 |
| 2.3.1 微动探测技术 |
| 2.3.2 短周期密集地震探测法 |
| 2.3.3 节点式地震仪在被动源勘探方法中的施工流程 |
| 2.4 主、被动源勘探方法对节点式地震仪的需求分析 |
| 2.4.1 主、被动源勘探方法对节点地震仪的采集性能需求分析 |
| 2.4.2 主、被动源勘探方法对节点地震仪的功耗需求分析 |
| 2.4.3 主、被动源勘探方法对节点地震仪的时间同步性能需求分析 |
| 2.4.4 主、被动源勘探方法对节点地震仪的数据质量监控需求分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 低功耗高精度采集系统设计及实现 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 系统架构与总体设计方案 |
| 3.2.1 系统架构 |
| 3.2.2 总体设计方案 |
| 3.3 低噪声、高精度微弱信号采集系统设计 |
| 3.3.1 地震检波单元 |
| 3.3.2 模拟信号采集通道噪声分析 |
| 3.3.3 低噪声模拟信号调理电路设计 |
| 3.3.4 高分辨率模数转换器的选择 |
| 3.3.5 高精度数据采集单元设计 |
| 3.4 系统工作模式及功耗分析 |
| 3.4.1 系统工作模式 |
| 3.4.2 系统功耗分析 |
| 3.5 系统的低功耗设计 |
| 3.5.1 微控制器低功耗设计 |
| 3.5.2 GPS低功耗设计 |
| 3.5.3 SD卡低功耗设计 |
| 3.5.4 无线监控单元低功耗设计 |
| 3.5.5 以太网单元低功耗设计 |
| 3.5.6 低功耗电源管理单元设计 |
| 3.6 测试结果及分析 |
| 3.6.1 噪声水平测试 |
| 3.6.2 动态范围及信噪比 |
| 3.6.3 谐波失真水平测试 |
| 3.6.4 频率响应测试 |
| 3.6.5 功耗测试 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于分时索引插值截距的高精度时间同步技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 节点采集系统时间同步设计 |
| 4.2.1 采集系统的时间同步架构分析 |
| 4.2.2 高精度时间同步结构设计 |
| 4.3 采集系统时间同步精度性能分析 |
| 4.4 测试结果及分析 |
| 4.4.1 时间同步稳定性测试 |
| 4.4.2 场地同步性实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于能耗均衡的无线数据质量监控系统设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 节点地震仪中的无线通信技术及网络架构 |
| 5.2.1 节点地震仪中的无线通信技术 |
| 5.2.2 节点地震仪中的无线网络架构 |
| 5.3 无线传感网中的能耗均衡技术 |
| 5.4 基于GEIWSR-III的无线网络架构设计及网络模型构建 |
| 5.4.1 无线网络架构设计 |
| 5.4.2 网络模型与符号说明 |
| 5.5 能量均衡算法设计及无线数据质量监控方法 |
| 5.5.1 距离计算 |
| 5.5.2 组簇 |
| 5.5.3 多跳路由 |
| 5.5.4 无线数据质量监控与数据融合 |
| 5.6 .无线通讯网络仿真与测试 |
| 5.6.1 无线数据质量监控测试 |
| 5.6.2 分簇与路由功能测试 |
| 5.6.3 网络性能对比 |
| 5.6.4 性能分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 节点式地震采集系统研制及实验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 轻便化节点式无线低功耗节点式采集系统研制 |
| 6.3 海量数据回收系统研制 |
| 6.3.1 地震数据量分析 |
| 6.3.2 数据回收系统设计 |
| 6.4 一致性测试实验 |
| 6.5 吉林松原探测实验 |
| 6.5.1 区域地质概况 |
| 6.5.2 场地仪器布置 |
| 6.5.3 主动源勘探结果 |
| 6.5.4 被动源勘探结果 |
| 6.6 系统技术指标对比 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 总结及展望 |
| 7.1 研究工作总结 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读博士期间科研成果 |
| 致谢 |
（2）融合多类卫星GNSS/SLR数据的精密轨道确定及大地测量参数解算（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩写字符列表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 卫星激光测距(SLR) |
| 1.1.2 全球导航卫星系统(GNSS) |
| 1.2 研究背景 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 研究目的和意义 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 1.6 本文章节安排 |
| 第二章 卫星精密轨道确定理论基础 |
| 2.1 时间基准与系统 |
| 2.1.1 时间基准 |
| 2.1.2 不同时间系统间的相互转换 |
| 2.2 坐标参考系与参考框架 |
| 2.2.1 IERS与ITRF |
| 2.2.2 ILRS与SLRF |
| 2.2.3 坐标系间转换 |
| 2.2.3.1 天球坐标系与地球坐标系之间的转换 |
| 2.2.3.2 天球坐标系与星固坐标系之间的转换 |
| 2.2.3.3 天球坐标系与卫星轨道RTN坐标系之间的转换 |
| 2.2.3.4 地心地固坐标系与地平坐标系之间的转换 |
| 2.2.3.5 参心地固坐标系与大地坐标系之间的转换 |
| 2.3 人造卫星轨道 |
| 2.3.1 轨道根数 |
| 2.3.2 卫星运动方程 |
| 2.3.3 变分方程 |
| 2.4 线性化 |
| 2.5 Collocation积分法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 SLR检核卫星轨道 |
| 3.1 研究背景和现状 |
| 3.1.1 全球SLR测站及其SLR观测量 |
| 3.1.2 MGEX和iGM[AS |
| 3.1.2.1 MGEX和MGEX ACs |
| 3.1.2.2 iGMAS和iGMAS ACs |
| 3.2 SLR检核GNSS精密轨道研究现状 |
| 3.2.1 GPS |
| 3.2.2 GLONASS |
| 3.2.3 Galileo |
| 3.2.4 BDS |
| 3.3 研究目的与意义 |
| 3.4 SLR检核基本原理 |
| 3.5 基准统一与误差模型改正 |
| 3.5.1 卫星端误差改正 |
| 3.5.2 SLR测站相关改正 |
| 3.5.3 传播误差改正 |
| 3.5.4 GNSS卫星星蚀期和卫星机动 |
| 3.5.5 GNSS卫星姿态控制模式 |
| 3.5.6 SLR残差筛选策略 |
| 3.5.7 精度评估 |
| 3.6 SLR检核Multi-GNSS精密轨道 |
| 3.6.1 Galileo |
| 3.6.2 BDS-2 |
| 3.6.2.1 GEO C01 |
| 3.6.2.2 IGSO |
| 3.6.2.3 MEO C11 |
| 3.6.3.4 BD S-3(SDU) |
| 3.6.2.5 BDS-2&BDS-3(WUM) |
| 3.7 多家ACs精密轨道产品解算策略概况 |
| 3.8 SLR检核残差相关性分析 |
| 3.8.1 SLR检核残差与卫星天底角的相关性 |
| 3.8.2 SLR检核残差与SLR测站相关性 |
| 3.8.3 SLR检核残差与β及Δμ间的相关性 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 GNSS卫星SLR-only精密轨道确定 |
| 4.1 GNSS卫星SLR-only精密定轨研究背景和现状 |
| 4.1.1 GPS35/36 |
| 4.1.2 GLONASS |
| 4.1.3 Galileo |
| 4.1.4 BDS |
| 4.2 研究目的和意义 |
| 4.3 GNSS SLR-only精密定轨基本原理 |
| 4.3.1 SLR距离偏差项 |
| 4.3.2 动力学模型之太阳光压模型 |
| 4.3.3 参数估计 |
| 4.3.4 法方程叠加 |
| 4.4 SLR-only精密定轨流程和策略 |
| 4.5 Multi-GNSS SLR-only轨道精度评估 |
| 4.6 Multi-GNSS SLR-only轨道 |
| 4.6.1 Gilileo |
| 4.6.2 Galileo(2019) |
| 4.6.3 BDS-2(2018) |
| 4.6.4 BDS-2和BDS-3(2019) |
| 4.6.5 GLONASS |
| 4.7 BDS SLR-only精密定轨精度的相关性分析 |
| 4.7.1 BDS-2和BDS-3卫星SLR观测量 |
| 4.7.2 BDS-2和BDS-3卫星SLR-only多天解定轨成功率 |
| 4.7.3 BDS-2和BDS-3卫星SLR-only多天解轨道细化分析 |
| 4.7.4 SLR观测量个数对SLR-only精密定轨精度的影响 |
| 4.7.5 SLR测站个数对SLR-only精密定轨精度的影响 |
| 4.8 GLONASS SLR-only精密定轨精度的相关性分析 |
| 4.8.1 GLONASS卫星SLR观测量及其多天解定轨成功率 |
| 4.8.2 星蚀期对SLR-only定轨精度的影响 |
| 4.8.3 七种不同参数配置策略对SLR-only定轨精度的影响 |
| 4.9 本章小结 |
| 第五章 联合GNSS L-band/SLR观测的精密定轨及大地测量参数解算 |
| 5.1 GNSS L-band精密定轨研究背景和现状 |
| 5.2 GNSS L-band多天解精密定轨研究目的 |
| 5.3 GNSS L-band精密定轨原理 |
| 5.3.1 L-band观测方程和误差模型 |
| 5.3.2 参数预消除与恢复 |
| 5.3.3 GNSS L-band精密定轨流程策略 |
| 5.4 Multi-GNSS L-band多天解轨道 |
| 5.4.1 联合GPS/GLONASS L-band精密定轨 |
| 5.4.1.1 GPS |
| 5.4.1.2 GLONASS |
| 5.4.2 单GLONASS L-band精密定轨 |
| 5.4.3 单Galileo L-band精密定轨(2019年DOY244-273) |
| 5.4.4 单BDS-2 L-band精密定轨(2018年DOY231-260) |
| 5.5 关于单GNSS L-band多天解轨道的几点讨论 |
| 5.5.1 单GLONASS L-band三天解和九天解 |
| 5.5.2 Galileo |
| 5.5.3 BDS-2 |
| 5.5.4 单SLR-only轨道对比单L-band轨道 |
| 5.6 联合GNSS L-band/SLR精密定轨研究背景和现状 |
| 5.7 联合GNSS L-band/SLR精密定轨研究目的与意义 |
| 5.8 联合L-band/SLR法方程权比配置与叠加原理 |
| 5.8.1 技术间法方程叠加原理 |
| 5.8.2 GNSS L-band/SLR精密定轨策略 |
| 5.9 联合GNSS L-band/SLR多天解轨道 |
| 5.9.1 单BDS-2联合L-band/SLR精密定轨 |
| 5.9.2 单Galileo联合L-band/SLR精密定轨 |
| 5.9.3 联合GLONASS L-band/SLR精密定轨 |
| 5.10 关于GNSS联合L-band/SLR多天解精密定轨的几点讨论 |
| 5.10.1 GLONASS |
| 5.10.2 Galileo |
| 5.10.3 BDS-2 |
| 5.10.4 GLONASS R14的三天解轨道 |
| 5.11 ERP解算基本原理 |
| 5.12 联合GNSS L-band/SLR多天解ERP对比分析 |
| 5.12.1 联合GPS/GLONASS多天解ERP |
| 5.12.2 单Galileo多天解ERP |
| 5.12.3 单GLONASS多天解ERP |
| 5.13 SLR对GNSS多天解ERP精度贡献分析 |
| 5.14 本章小结 |
| 第六章 地球动力学卫星精密轨道确定及大地测量参数解算 |
| 6.1 地球动力学卫星 |
| 6.2 Lageos-1/2卫星研究现状 |
| 6.3 Etalon-1/2卫星研究现状 |
| 6.4 研究目的和意义 |
| 6.5 解算策略及七种模式 |
| 6.6 精密轨道 |
| 6.7 ERP |
| 6.8 SLR测站坐标 |
| 6.9 地心变化 |
| 6.10 SLR距离偏差项 |
| 6.11 低阶时变重力场解算 |
| 6.11.1 反演全球时变重力场研究现状 |
| 6.11.2 时变重力场反演基本原理 |
| 6.11.2.1 大地水准面差距 |
| 6.11.2.2 地球重力场带谐项与引力位系数间关系 |
| 6.11.3 基于Lageos-1卫星的低阶时变重力场解算 |
| 6.11.3.1 精密轨道确定 |
| 6.11.3.2 带谐系数 |
| 6.11.3.3 田谐系数 |
| 6.11.3.4 扇谐系数 |
| 6.12 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间主要成果 |
| 已发表论文 |
| 发明专利 |
| 参加学术交流 |
| 主要参与项目 |
| 获奖励情况 |
| 学位论文评闼及答辩情况表 |
（3）基于多传感器融合的四旋翼无人机定位系统研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 GPS组合导航算法现状 |
| 1.2.2 视觉SLAM定位算法现状 |
| 1.2.3 多传感器融合算法现状 |
| 1.3 目前传感器融合定位的局限性 |
| 1.4 本文研究内容及章节安排 |
| 第二章 定位系统原理介绍及本文系统方案 |
| 2.1 导航坐标系定义 |
| 2.2 惯性导航系统 |
| 2.2.1 惯性导航系统原理 |
| 2.2.2 惯导系统姿态解算方法 |
| 2.3 全球卫星导航系统 |
| 2.3.1 卫星导航系统的整体结构 |
| 2.3.2 卫星导航系统的定位原理 |
| 2.3.3 卫星导航系统的误差来源 |
| 2.4 视觉导航系统介绍 |
| 2.4.1 相机成像模型 |
| 2.4.2 视觉定位系统基本原理 |
| 2.4.3 视觉定位误差分析 |
| 2.5 系统方案介绍 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于改进卡尔曼滤波的视觉融合惯导算法设计 |
| 3.1 系统框图 |
| 3.2 卡尔曼滤波算法原理 |
| 3.3 四旋翼无人机运动学 |
| 3.3.1 状态量解释及说明 |
| 3.3.2 无人机运动学模型推导 |
| 3.4 系统状态预测模型 |
| 3.5 系统状态更新模型 |
| 3.6 克隆卡尔曼滤波更新 |
| 3.7 异步数据更新策略 |
| 3.8 视觉算法故障检测机制 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 基于位姿图优化的GPS融合框架 |
| 4.1 系统框图 |
| 4.2 GPS精度因子模型 |
| 4.3 GPS异常检测机制 |
| 4.4 基于GPS异常检测的多传感器融合算法 |
| 4.4.1 基于位姿图的优化方法 |
| 4.4.2 基于GPS状态检测的多传感器融合框架 |
| 4.4.3 滑动窗口优化策略 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 多传感器融合定位算法实验验证 |
| 5.1 实验平台搭建以及传感器标定 |
| 5.1.1 实验平台硬件系统介绍 |
| 5.1.2 传感器标定实验 |
| 5.2 融合定位算法可行性验证及综合实验 |
| 5.2.1 KITTI数据集简介 |
| 5.2.2 算法性能评价指标 |
| 5.2.3 视觉惯导松耦合算法可行性验证 |
| 5.2.4 公开数据集下算法性能评估 |
| 5.3 实际场景综合实验 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 未来研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（4）超宽带/GNSS/SINS融合定位模型与方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要问题与研究思路 |
| 1.4 本文组织结构 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 导航坐标系下捷联惯性导航基础 |
| 2.1 常用坐标系的定义及转换 |
| 2.2 导航坐标系下捷联惯导机械编排 |
| 2.3 导航坐标系下捷联惯导误差方程 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 UWB/SINS融合的动态EIV模型与方法 |
| 3.1 基于四元数与位置的动力学模型 |
| 3.2 UWB观测模型 |
| 3.3 动态EIV模型及其总体卡尔曼滤波方法 |
| 3.4 动态EIV模型中总体卡尔曼滤波方法的有效性分析 |
| 3.5 算例与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 UWB/SINS融合的非线性动态EIV模型与方法 |
| 4.1 UWB/SINS组合导航模型 |
| 4.2 非线性动态EIV模型及其广义总体卡尔曼滤波方法 |
| 4.3 无迹总体卡尔曼滤波方法 |
| 4.4 算例与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 位置多项式拟合约束的GPS/BDS-RTK/SINS融合定位模型与方法 |
| 5.1 GPS/BDS-RTK/SINS的紧组合模型 |
| 5.2 GPS/BDS-RTK/SINS单频单历元模糊度固定及其导航解 |
| 5.3 位置多项式拟合约束 |
| 5.4 融合位置多项式拟合约束的GPS/BDS-RTK/SINS方法 |
| 5.5 算例与分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 顾及等式与不等式约束信息的UWB/GPS/SINS融合定位模型与方法 |
| 6.1 等式与不等式约束的UWB/GPS/SINS融合定位模型 |
| 6.2 等式与不等式约束的卡尔曼滤波方法 |
| 6.3 等式与不等式约束的凝聚约束无迹卡尔曼滤波方法 |
| 6.4 算例与分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）低轨纳米卫星的星载GNSS精密定轨研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 精密定轨的研究现状及问题 |
| 1.2.1 导航卫星精密定轨 |
| 1.2.2 星载GNSS精密定轨及低轨卫星介绍 |
| 1.2.3 轨道确定的数据处理及质量控制 |
| 1.3 本文的主要研究内容及其意义 |
| 第二章 低轨卫星轨道确定的理论基础 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 时间系统与坐标系统 |
| 2.2.1 时间系统 |
| 2.2.2 坐标系统 |
| 2.3 GNSS观测方程及其线性组合 |
| 2.3.1 基本观测模型 |
| 2.3.2 主要误差改正 |
| 2.3.3 观测值的线性组合 |
| 2.4 椭圆运动方程及开普勒轨道根数 |
| 2.4.1 椭圆运动的基本关系式 |
| 2.4.2 轨道根数与状态向量的相互转换 |
| 2.5 低轨卫星轨道确定 |
| 2.5.1 卫星运动方程及其数值解 |
| 2.5.2 初轨确定 |
| 2.5.3 精密定轨 |
| 2.5.4 Bernese GNSS软件及其改进 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 一种适用于CUBESAT轨道确定的GNSS有效载荷 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 CUBESAT轨道确定有效载荷的设计及试验分析 |
| 3.3 小卫星入轨快速识别 |
| 3.4 GNSS接收机星载导航解 |
| 3.4.1 导航解参数估计 |
| 3.4.2 导航解数据质量分析 |
| 3.4.3 基于导航解的接收机时钟在轨表现分析 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 GNSS有效载荷在轨导航试验及定轨分析 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 低轨卫星轨道摄动 |
| 4.2.1 轨道摄动力的先验模型 |
| 4.2.2 高斯摄动方程 |
| 4.3 GNSS载荷在轨导航性能评估及定轨分析 |
| 4.3.1 星载导航解精度评估与分析 |
| 4.3.2 利用星载导航解卫星速度信息完善CubeSat轨道确定及系统误差分析 |
| 4.3.3 轨道沿迹向经验常加速度的估计 |
| 4.3.4 基于星载导航解数据的精确轨道预报 |
| 4.4 GNSS载荷在轨导航试验分析 |
| 4.4.1 四个GNSS接收机在轨并行运行试验 |
| 4.4.2 GPS+Galileo试验 |
| 4.4.3 GPS+GLONASS试验 |
| 4.5 卫星轨道机动分析 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 CUBESAT单频GNSS轨道测定及SLR轨道检核 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 GNSS单频观测值的误差及改正 |
| 5.2.1 接收机测量误差 |
| 5.2.2 低轨卫星单频观测值的电离层误差及其改正 |
| 5.2.3 低轨卫星单频观测值的码偏差改正 |
| 5.3 事后轨道确定及结果分析 |
| 5.3.1 Kiwi原始观测数据处理及结果分析 |
| 5.3.2 Hawaii原始观测数据处理及结果分析 |
| 5.4 SLR CAMPAIGN及轨道检核 |
| 5.4.1 SLR链路预算的模拟计算分析 |
| 5.4.2 预报轨道的精度分析 |
| 5.4.3 SLR观测值检核Cube Sat轨道 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 精密钟差产品综合方法及综合产品在LEO定轨中的测试 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 IGS钟差产品的综合及验证 |
| 6.2.1 IGS钟差综合的原理和方法 |
| 6.2.2 IGS钟差综合的数据处理和比较分析 |
| 6.2.3 IGS综合钟差的PPP试验 |
| 6.3 IGMAS四系统精密钟差产品的综合及验证 |
| 6.3.1 iGMAS钟差产品综合的问题及策略 |
| 6.3.2 iGMAS钟差综合的数据处理和比较分析 |
| 6.4 综合钟差用于LEO精密轨道确定的试验 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 总结及展望 |
| 7.1 主要研究成果总结 |
| 7.2 未来的工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得研究成果 |
| 致谢 |
（6）激光雷达辅助的列车轨道占用识别方法（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 问题的提出 |
| 1.2.1 列车轨道占用问题 |
| 1.2.2 列车轨道占用识别主要手段 |
| 1.2.3 基于自主定位的轨道占用识别问题 |
| 1.3 关键技术研究现状 |
| 1.3.1 列车自主定位系统研究现状 |
| 1.3.2 列车位置状态感知研究现状 |
| 1.3.3 轨道与道岔检测研究现状 |
| 1.3.4 列车自主轨道占用识别研究现状 |
| 1.3.5 存在的问题 |
| 1.4 论文研究内容与组织结构 |
| 2 激光雷达性能需求与轨道特征分析 |
| 2.1 激光雷达检测原理及性能需求 |
| 2.1.1 激光雷达测距原理 |
| 2.1.2 激光雷达点云数据 |
| 2.1.3 传感器性能参数需求分析 |
| 2.2 倾斜安装条件下的激光雷达标定 |
| 2.3 轨道检测方案 |
| 2.3.1 铁路环境特点分析 |
| 2.3.2 轨道结构特征 |
| 2.3.3 基于激光雷达的轨道检测方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于时空特征的铁路轨道拓扑检测方法 |
| 3.1 单次扫描中的轨头关键点检测 |
| 3.1.1 激光雷达安装与数据描述 |
| 3.1.2 激光雷达检测区域限制 |
| 3.1.3 基于直线拟合的地面点剔除 |
| 3.1.4 钢轨遮挡边缘检测 |
| 3.1.5 轨高特征检查 |
| 3.1.6 基于迭代最近点算法的钢轨横截面模型匹配 |
| 3.2 连续扫描中的钢轨关键点关联与轨道检测 |
| 3.2.1 纵向钢轨关键点聚类 |
| 3.2.2 考虑轨距与平行性的横向钢轨关联 |
| 3.3 道岔参考位置及分支方向检测 |
| 3.3.1 轨道拓扑事件 |
| 3.3.2 道岔参考位置检测 |
| 3.3.3 基于轨道拓扑事件的道岔处分支方向预检测 |
| 3.4 实验验证与分析 |
| 3.4.1 钢轨关键点及轨道检测结果分析 |
| 3.4.2 分支方向检测结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于贝叶斯建模的列车位置状态感知方法 |
| 4.1 列车位置状态感知问题 |
| 4.2 列车位置状态感知关键技术 |
| 4.2.1 定位传感器与数字轨道地图 |
| 4.2.2 地图匹配技术 |
| 4.3 贝叶斯概率框架下的列车位置求解 |
| 4.3.1 列车位置假设与概率描述 |
| 4.3.2 考虑方向相关定位误差的地图匹配 |
| 4.3.3 基于GNSS与速度测量的列车一维位置决策 |
| 4.3.4 列车位置假设初始化与剔除 |
| 4.4 列车位置决策算法 |
| 4.5 实验验证与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于轨道事件概率模型的轨道占用识别方法 |
| 5.1 轨道与道岔检测特性分析 |
| 5.1.1 道岔位置检测 |
| 5.1.2 道岔通过方向检测 |
| 5.1.3 轨道拓扑检测 |
| 5.2 列车位置假设概率模型 |
| 5.2.1 隐分支假设 |
| 5.2.2 基于路线的假设 |
| 5.3 基于道岔事件模型的列车位置假设概率求解 |
| 5.3.1 道岔事件模型 |
| 5.3.2 基于道岔距离检测的贝叶斯概率模型求解 |
| 5.3.3 基于道岔通过方向检测的贝叶斯概率模型求解 |
| 5.4 轨道拓扑检测模型 |
| 5.4.1 基于统计假设检验的列车位置假设剔除 |
| 5.4.2 误检与漏检在概率模型中的参数化描述 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 列车轨道占用识别集成验证 |
| 6.1 软件验证系统设计 |
| 6.2 现场实验及数据描述 |
| 6.3 轨道与道岔检测结果分析 |
| 6.3.1 轨道检测 |
| 6.3.2 道岔及分支方向检测 |
| 6.4 列车轨道占用识别结果分析 |
| 6.5 轨道与道岔检测在多种铁路环境的适用性 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 论文研究工作总结 |
| 7.2 论文创新点总结 |
| 7.3 未来研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 索引 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）基于多传感器融合的车载定位系统及轨迹跟踪控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 GPS/IMU组合定位研究现状 |
| 1.2.2 卡尔曼滤波研究现状 |
| 1.2.3 模型预测控制研究现状 |
| 1.3 本文研究内容及思路 |
| 第二章 GPS/IMU定位系统的位姿解算 |
| 2.1 GPS定位系统的位姿解算 |
| 2.1.1 GPS定位原理 |
| 2.1.2 GPS特点及误差源分析 |
| 2.1.3 GPS相关协议 |
| 2.2 基于捷联惯导的IMU定位系统 |
| 2.2.1 惯性导航定位 |
| 2.2.2 惯性测量单元的误差分析 |
| 2.3 坐标变换处理 |
| 2.3.1 坐标系介绍 |
| 2.3.2 坐标转换 |
| 2.4 数据采集及可视化 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于卡尔曼滤波融合算法的组合定位及实验验证 |
| 3.1 数据融合技术 |
| 3.1.1 数据融合定义 |
| 3.1.2 多传感器数据融合技术 |
| 3.2 GPS/IMU组合导航定位方式 |
| 3.3 卡尔曼滤波算法及其研究 |
| 3.3.1 卡尔曼滤波介绍 |
| 3.3.2 融合算法的实现 |
| 3.4 仿真及实车试验 |
| 3.4.1 仿真实验 |
| 3.4.2 实车试验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于模型预测控制的轨迹跟踪 |
| 4.1 MPC的理论介绍 |
| 4.2 基于MPC控制算法开发 |
| 4.2.1 车辆运动学模型建立 |
| 4.2.2 非线性的模型预测控制 |
| 4.2.3 基于MPC线性时变控制器开发 |
| 4.3 MPC控制器的求解及理论分析 |
| 4.4 MPC轨迹跟踪控制算法仿真实验分析 |
| 4.4.1 不同预测时域对系统输出影响 |
| 4.4.2 不同控制时域对系统输出的影响 |
| 4.4.3 轨迹跟踪仿真实验 |
| 4.5 控制算法实车试验 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间公开发表的论文 |
| 致谢 |
（8）基于精密单点定位的GNSS时间同步方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 精密单点定位技术研究现状 |
| 1.2.2 事后PPP时间传递技术研究现状 |
| 1.2.3 实时PPP时间传递和时钟驾驭技术研究现状 |
| 1.3 存在的主要问题及解决思路 |
| 1.4 本文组织结构与研究内容 |
| 第二章 基于精密单点定位的GNSS时间同步基本理论 |
| 2.1 GNSS时间同步概述 |
| 2.1.1 时间基准的概念 |
| 2.1.2 时间基准与原子频率标准 |
| 2.1.3 时间同步性能评估指标 |
| 2.2 精密单点定位基本原理 |
| 2.2.1 PPP观测值 |
| 2.2.2 PPP数学模型 |
| 2.2.3 PPP数据预处理与参数估计 |
| 2.3 基于精密单点定位的GNSS时间同步方法及同步误差修正 |
| 2.3.1 PPP时间同步原理 |
| 2.3.2 卫星端PPP时间同步误差 |
| 2.3.3 传播路径端PPP时间同步误差 |
| 2.3.4 接收机端PPP时间同步误差 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于精密单点定位的参数估计方法改进与误差补偿 |
| 3.1 基于先验坐标约束的钟差参数计算方法 |
| 3.1.1 先验坐标约束的滤波模型 |
| 3.1.2 先验坐标约束的获取方式 |
| 3.1.3 算例分析 |
| 3.2 适用于定时计算的模糊度参数固定及质量控制策略 |
| 3.2.1 星间单差模糊度固定方法 |
| 3.2.2 模糊度固定质量控制策略 |
| 3.2.3 算例分析 |
| 3.3 多模GNSS PPP的误差模型补偿改正 |
| 3.3.1 GLONASS伪距频间偏差模型改正 |
| 3.3.2 BDS星端伪距多径误差改正 |
| 3.3.3 算例分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 事后条件下的时间传递算法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 PPP时间传递原理 |
| 4.2.1 PPP时间传递的应用场景和评估方法 |
| 4.2.2 PPP时间传递的实施方法 |
| 4.3 基于BDS PPP的时间传递 |
| 4.3.1 北斗卫星导航系统基本情况 |
| 4.3.2 BDS PPP基本原理 |
| 4.3.3 算例分析 |
| 4.4 基于精化时钟模型的多模GNSS PPP时间传递 |
| 4.4.1 多模GNSS PPP基本原理 |
| 4.4.2 基于钟差重收敛算法的改进PPP时间传递 |
| 4.4.3 算例分析 |
| 4.5 基于改进整数相位钟法的时间传递 |
| 4.5.1 改进整数相位钟法基本原理 |
| 4.5.2 算例分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 实时条件下的时间传递与监测算法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实时PPP时间传递与监测原理 |
| 5.2.1 时间传递与监测的概念和评估方法 |
| 5.2.2 实时PPP时间传递与监测的实施方法 |
| 5.3 实时星历和钟差产品质量分析 |
| 5.4 基于实时多模GNSS PPP时间传递与监测 |
| 5.4.1 数学模型 |
| 5.4.2 算例分析 |
| 5.5 基于实时多模GNSS PPP混合相位钟法的时间传递与监测 |
| 5.5.1 实时整数相位钟法的公式推导与数学模型 |
| 5.5.2 基于实时相位钟法的时间传递与监测算例分析 |
| 5.5.3 实时多模 GNSS PPP 混合相位钟法的数学模型 |
| 5.5.4 基本算例及四种时间传递方法的比较分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 基于精密单点定位的时间同步性能测试 |
| 6.1 PPP时间同步总体方案 |
| 6.1.1 分布式系统PPP时间同步原理与性能评估 |
| 6.1.2 时间基准选择 |
| 6.2 PPP时钟驾驭方法研究 |
| 6.2.1 数据预处理 |
| 6.2.2 驾驭参数生成 |
| 6.2.3 时钟控制方法 |
| 6.3 PPP时间同步工程实现 |
| 6.3.1 系统硬件模块实现 |
| 6.3.2 系统软件控制实现 |
| 6.4 PPP时间同步性能测试 |
| 6.4.1 测试评估实验说明 |
| 6.4.2 时间同步性能测试分析 |
| 6.4.3 三组实验测试结果比较分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（9）面向站场GNSS受限环境的伪卫星辅助列车定位方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于GNSS的列车定位方法研究现状 |
| 1.2.2 铁路受限环境无缝定位方法研究现状 |
| 1.2.3 伪卫星定位技术发展现状 |
| 1.2.4 现有研究现状总结 |
| 1.3 论文主要研究内容和结构安排 |
| 2 基于伪卫星辅助的列车定位模型 |
| 2.1 伪卫星定位原理 |
| 2.1.1 伪距定位原理 |
| 2.1.2 载波相位定位原理 |
| 2.2 基于伪卫星辅助的定位解算模型 |
| 2.2.1 GNSS/PL组合定位模型 |
| 2.2.2 GNSS/PL组合观测误差分析 |
| 2.3 基于伪卫星辅助的列车定位方案 |
| 2.3.1 列车定位系统结构 |
| 2.3.2 伪卫星布局设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于聚类的萤火虫优化改进算法 |
| 3.1 标准萤火虫算法 |
| 3.1.1 萤火虫算法原理 |
| 3.1.2 标准萤火虫算法流程 |
| 3.2 基于聚类的萤火虫算法改进策略 |
| 3.2.1 自适应步长改进策略 |
| 3.2.2 基于邻域拓扑结构的改进策略 |
| 3.2.3 广义中心粒子引导的改进策略 |
| 3.2.4 基于聚类的改进萤火虫优化算法 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 基于伪卫星布局优化的辅助列车定位方法 |
| 4.1 伪卫星辅助定位方案 |
| 4.2 面向站场环境的伪卫星布局优化方法 |
| 4.2.1 空间特征点抽取策略 |
| 4.2.2 时间特征选取方法 |
| 4.2.3 特征点可视卫星信息获取方法 |
| 4.2.4 性能指示因子计算方法 |
| 4.2.5 基于聚类萤火虫算法的布局优化方案 |
| 4.2.6 伪卫星布局优化方法流程 |
| 4.3 伪卫星辅助定位解算方法 |
| 4.4 本章总结 |
| 5 实验与验证 |
| 5.1 基于聚类的萤火虫算法性能测试 |
| 5.1.1 基准测试函数 |
| 5.1.2 实验参数设置 |
| 5.1.3 优化结果对比与分析 |
| 5.2 伪卫星布局优化计算与性能验证 |
| 5.2.1 基于UWB的局部实验验证 |
| 5.2.2 基于实际铁路站场数据的验证 |
| 5.3 实际运行场景验证与分析 |
| 5.3.1 实验环境与场景 |
| 5.3.2 伪卫星辅助定位性能对比与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 图索引 |
| 表索引 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（10）基于扩展ADOP的多系统GNSS快速可靠精密定位方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 论文的组织结构 |
| 2 GNSS高精度相对定位理论 |
| 2.1 GNSS定位双差函数模型 |
| 2.2 GNSS高精度定位误差源 |
| 2.3 GNSS定位随机模型 |
| 2.4 GNSS整数模糊度估计 |
| 2.5 基于R-ratio检验的模糊度确认 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 扩展ADOP理论及其在模糊度成功率分析中的应用 |
| 3.1 BDS/GPS单频单历元数学模型 |
| 3.2 短基线单频单历元ADOP理论 |
| 3.3 短基线扩展单频单历元ADOP |
| 3.4 实验分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于E-ADOP的自适应截止高度角快速选星算法 |
| 4.1 BDS/GPS/Galileo单频单历元数学模型 |
| 4.2 基于E-ADOP的自适应选星算法 |
| 4.3 实验分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 多系统GNSS对部分模糊度估计及其R-ratio检验优化的理论分析 |
| 5.1 广义GNSS双差数学模型 |
| 5.2 增加观测量对原参数估计的影响 |
| 5.3 增加观测量对ADOP的影响 |
| 5.4 增加观测量对R-ratio检验的影响 |
| 5.5 实验分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 基于E-ADOP和凸包选星的PAR算法 |
| 6.1 GNSS部分模糊度解算理论 |
| 6.2 精度衰减因子及2维凸包理论 |
| 6.3 基于E-ADOP和凸包选星的PAR算法 |
| 6.4 实验分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论、创新点及展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 |
| 附录2 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
四、扩展GPS用于卫星状态的整体测量（论文参考文献）
- [1]无线低功耗节点式地震采集系统关键技术研究[D]. 田入运. 吉林大学, 2021(01)
- [2]融合多类卫星GNSS/SLR数据的精密轨道确定及大地测量参数解算[D]. 杨红雷. 山东大学, 2021
- [3]基于多传感器融合的四旋翼无人机定位系统研究与实现[D]. 周晨. 电子科技大学, 2021(01)
- [4]超宽带/GNSS/SINS融合定位模型与方法研究[D]. 余航. 中国矿业大学, 2020(07)
- [5]低轨纳米卫星的星载GNSS精密定轨研究[D]. 陈康慷. 长安大学, 2020(06)
- [6]激光雷达辅助的列车轨道占用识别方法[D]. 郭子明. 北京交通大学, 2020(03)
- [7]基于多传感器融合的车载定位系统及轨迹跟踪控制研究[D]. 牛亚明. 山东理工大学, 2020(02)
- [8]基于精密单点定位的GNSS时间同步方法研究[D]. 吕大千. 国防科技大学, 2020(01)
- [9]面向站场GNSS受限环境的伪卫星辅助列车定位方法研究[D]. 赵晓林. 北京交通大学, 2020(03)
- [10]基于扩展ADOP的多系统GNSS快速可靠精密定位方法研究[D]. 刘鑫. 中国矿业大学, 2020(01)