- 谢胜达;李建文;
为了进一步提升北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)超快速轨道预报精度,提出一种带有空间嵌入的采样卷积交互网络(SCINet-SE)算法:基于深度学习,提取超快速轨道历史预报误差的时空特征,并对之后一段时间的预报误差进行预测和补偿。实验选取几组不同类型的深度学习模型,除SCINet-SE外,还包括基于时间卷积网络(TCN)的采样卷积交互网络(SCINet),以及基于循环神经网络(RNN)的分段循环神经网络(SegRNN)、长短期记忆神经网络(LSTM)和双向长短期记忆网络(BiLSTM),分别测试以上几种模型对BDS-3现有的中圆地球轨道(MEO)与倾斜地球同步轨道(IGSO)超快速轨道预报的改进效果。结果表明,在对历元间隔为15 min的BDS-3超快速轨道的1 d、7 d和15 d预报改进中,SCINet-SE对测试的所有27颗卫星的轨道预报误差三维均方根(3D RMS)平均改进率可分别达到19.18%、17.11%和14.43%,均为所有测试模型中的最优值;SCINet-SE能够有效提升BDS-3(MEO、IGSO)超快速轨道预报精度。
2026年01期 v.14;No.65 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 2520K] [下载次数:48 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:15 ] - 范英杰;蒋涛;
针对全球卫星导航系统(GNSS)/惯性导航系统(INS)组合系统的滤波算法易受到当前测量误差影响,不一定得到最优估计的问题,提出基于因子图的GNSS/INS紧组合算法:利用惯性测量单元(IMU)和GNSS原始观测数据构建IMU预积分因子、GNSS伪距因子和多普勒因子;然后采用因子图方法进行参数估计。实验结果表明,在开阔区域,与传统基于卡尔曼滤波的GNSS/INS紧组合方法相比,所提方法在水平方向和天顶方向的定位结果 RMSE分别由1.16 m、4.91 m降低至0.87 m、4.16 m,定位精度分别提升25.0%、15.3%;在有林荫遮挡区域,所提方法在水平方向和天顶方向的定位结果 RMSE分别由6.45 m、10.37 m降低至3.45 m、5.60 m,精度分别提升46.5%、46.0%。
2026年01期 v.14;No.65 11-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1154K] [下载次数:238 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:15 ] - 蔡光宇;崔先强;蔡昌盛;
为了进一步增强北斗卫星导航系统(BDS)的性能,研究分析大型低轨星座对BDS的增强性能:基于全球11个多全球卫星导航系统(GNSS)实验测站(MGEX)的精确坐标,仿真大型低轨星座观测数据,系统分析大型低轨星座对BDS的增强效果;通过对低轨卫星在全球范围内的可见性及精度因子的分析,探讨不同空间区域、不同截止高度角及不同卫星选择策略对BDS实时单点定位精度的提升作用。结果表明,低轨卫星的加入能够明显改善卫星几何分布,设置合适的截止高度角可将定位精度提升35%以上,且通过合理选择低轨卫星可在保持较高定位精度的同时将定位效率提升60%。
2026年01期 v.14;No.65 19-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 3926K] [下载次数:155 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:5 ] - 郭金运;庞俊杰;姜英明;
为了研究检验全球定位系统(GPS)仿真信号在全球场景下的定位精度,提出一种基于软件无线电(SDR)的L1频段粗码/捕获码(C/A)信号仿真流程算法,以降低GPS信号仿真成本:通过C语言实现C/A码、数据码、载波的数学仿真;改正相位与频率,加入大气干扰与信号衰减模型;然后调制为L1C/A仿真信号,并借助SDR设备发射物理射频信号。利用软件接收机和智能手机分别对全球场景下5个位置的仿真信号进行定位验证统计,结果表明,定位坐标与仿真坐标在水平方向的平均差值分别为1.94 m和0.52 m,高程方向的平均差值分别为6.2 m和-0.21 m,影响仿真信号定位精度的主要因素为大气干扰和星历数据;对仿真伪距与接收机跟踪伪距进行对比分析,结果表明,最大误差为1.09 m,仿真信号定位精度较好。
2026年01期 v.14;No.65 30-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1898K] [下载次数:102 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ] - 刘安宁;林红磊;唐小妹;欧钢;龚航;何广旭;
针对传统脉冲干扰研究主要从信号捕获跟踪的角度分析对接收机的影响机理,而少有从导航电文角度研究脉冲干扰对卫星导航接收机影响的问题,探讨脉冲干扰对B1I接收机首次定位时间的影响:建模分析脉冲干扰对导航电文误码率和误帧率的影响;然后通过分析导航电文结构特点揭示脉冲干扰对卫星导航接收机首次定位时间的影响机理;最后对不同导航信号体制的电文抗脉冲干扰性能进行对比分析。仿真和实测结果表明:存在若干种不同周期和占空比的脉冲干扰样式会对接收机首次定位时间产生显著影响,且脉冲干扰样式周期越长,对接收机首次定位时间影响越大;对不同导航信号体制的导航电文,北斗卫星导航系统(BDS)D2电文抗脉冲干扰性能优于格洛纳斯全球卫星导航系统(GLONASS)电文,优于D1电文,优于全球定位系统(GPS)L1C/A信号电文。
2026年01期 v.14;No.65 40-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1354K] [下载次数:21 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:12 ] - 彭亚权;
针对当前全球卫星导航系统(GNSS)测站分布对地球自转参数(ERP)估计精度影响的研究多局限于单一或少量测站网的实证分析,尚未形成系统理论解释的问题,分析GNSS测站分布对ERP估计精度的影响:基于ERP估计的几何精度因子与测站坐标的数学关系,从理论上建立ERP估计精度与测站空间分布的解析关联,提出极移的几何观测精度由地面测站的经纬度分布共同决定,而世界时(UT1)仅与地面测站的纬度分布有关。实验结果表明,测站的经度分布导致极移X分量(XPOLE)和Y分量(YPOLE)参数解算的平均偏差和精度差异,即当测站均分布在[-45°, 45°]、[-135°, 135°]经线区间的测站时,YPOLE参数精度明显优于XPOLE;而当测站均分布在[45°, 135°]、[-135°,-45°]经线区间时,XPOLE参数精度明显优于YPOLE;目前全球GNSS测站经度分布的不均匀导致XPOLE解算精度差于YPOLE。
2026年01期 v.14;No.65 48-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 2039K] [下载次数:11 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:7 ] - 宾琰;廖超明;凌聪聪;刘立龙;马骥;曾顺琪;黄宪鹏;
为了进一步提高当前北斗卫星导航系统(BDS)的定位精度,利用中国香港连续运行参考站2019-01—2024-03观测数据和德国地学研究中心(GFZ)提供的全球负荷格网数据,开展BDS、全球定位系统(GPS)坐标时间序列比对分析,并对当前BDS定位精度进行评价:通过功率谱分析揭示周期特性,并利用主成分分析方法(PCA)去除共模误差;然后采用最大似然估计法分析噪声特性,确定最优噪声模型并估算各测站的运动速度及其不确定性。研究结果表明:1)BDS时间序列具有与GPS相似的周期特性,均表现出明显的半年周期和年周期项;此外,在部分测站还存在不规则的长周期特性。2)经过PCA滤波处理,BDS与GPS时间序列的噪声特性发生不同程度的变化;BDS的噪声类型在滤波后更趋向白噪声,而GPS则以组合噪声白噪声(WN)+幂律噪声(PL)为主。3)BDS监测到的水平速度场与GPS具有高度一致性,分别以34.4 mm/a和34.7 mm/a的平均速率显示中国香港区域整体朝南东东方向运动。4)经环境负载改正后,BDS与GPS在垂向速度场上的差异显著减小,速率差绝对均值为0.1 mm/a;2个单系统监测到的结果均显示出中国香港区域处于整体沉降趋势,平均沉降速率分别为-0.2 mm/a和-0.3 mm/a。综上所述,现阶段BDS三维定位精度已达到GPS同等水平。
2026年01期 v.14;No.65 58-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 2925K] [下载次数:121 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ] - 束远明;魏振威;方荣新;乔璐璐;丁咚;
针对网络实时动态定位(RTK)基准站间模糊度难以快速准确固定,限制了其在形变监测中进一步应用的问题,提出一种附加全球气压温度三代(GPT3)模型约束的模糊度固定方法:利用GPT3模型提供的高精度对流层延迟信息约束参数估计过程,以提高基准站间模糊度固定的效率;然后利用自研的网络RTK服务端软件及中国香港连续运行参考站(CORS)数据评估所提模糊度固定方法及监测站定位性能。结果表明:所提方法能够有效提高对流层延迟与L1模糊度参数的估计精度与收敛效率,L1模糊度首次固定时间平均为2 min,固定率平均为88.4%,与传统方法相比可分别提升65.0%和7.6%;监测站定位精度随静态解算时长的增加而提高,15 min时定位精度达厘米级,且2 h时水平方向精度达毫米级,垂直方向精度优于3 cm,能够满足高精度的形变监测应用需求。
2026年01期 v.14;No.65 71-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 3280K] [下载次数:60 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:6 ] - 张祎贺;宋敏;柴艳菊;肖国威;
为了进一步提升全球卫星导航系统(GNSS)的定位性能,基于全球定位系统(GPS)、伽利略卫星导航系统(Galileo)和北斗卫星导航系统(BDS)的2组重叠频率信号L1/E1/B1C和L5/E5a/B2a,提出一种实时估计差分系统间偏差(DISB)的紧实时动态差分定位(TRTK)(紧组合相对定位)方法:在使用卡尔曼滤波实时估计DISB参数时引入载波DISB的双差整周模糊度补偿策略,以确保在参考星变换时参数估计结果保持连续性与稳定性;最后通过静态和动态实验对方法进行验证。结果表明:所提方法实时估计得到的DISB参数在静态和动态场景中均表现出良好的连续性与稳定性;相比于传统的LRTK(松组合相对定位)方法,所提方法在不同频率模式、系统组合及截止高度角条件下的定位精度均有一定提升,且在观测资源受限时能更快地固定模糊度,东、北、天各方向的定位精度最大可分别提高37.44%、37.58%和43.20%。
2026年01期 v.14;No.65 84-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 2053K] [下载次数:11 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:6 ] - 徐大伟;曾腾腾;高成发;马恩高;
针对沿高速公路带状分布的多个基准站难以为连续运行参考站(CORS)网提供高精度改正数据的问题,在单基站实时动态差分(RTK)定位基础上,提出一种基于动态误差传播建模的差分数据加权策略:通过面向差分数据的距离加权和面向定位结果的距离加权,引入方位约束因子构建联合加权模型,以解决传统反距离加权(IDW)的空间各向同性问题。实验结果表明:在短距离场景下,面向结果的距离加权RTK水平定位精度优于单站RTK,可达2 cm以内,垂直精度稳定在3 cm以内;双基站加权融合后,水平精度较单基站提升5%~10%,垂直精度提升10%~18%;面向差分数据的距离加权受限于误差传播路径的复杂性,而导致精度降低。多基站加权方式能够提高解算的精度和稳定性,特别适用于基准站呈线性分布的带状公路施工场景,可为智慧高速建设及运营提供技术参考。
2026年01期 v.14;No.65 93-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1449K] [下载次数:49 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ] - 杨一璠;张奇志;罗艳敏;
针对捷联惯性导航系统(SINS)误差随时间累计及北斗卫星导航系统(BDS)抗干扰能力弱的问题,采用一种SINS与BDS紧组合的导航方案,以提高导航系统长时间工作的精度、抗干扰能力和稳定性。针对非线性组合导航系统中建模不准确引起的新息失配问题,提出一种指数软卡方检验自适应扩展卡尔曼滤波算法(EKF):通过设置阈值判断新息是否异常,按新息异常程度使量测参与度呈指数规律降低。实验结果表明,SINS/BDS紧组合导航系统能够融合SINS抗干扰能力强和BDS卫星导航准确性高的优势,该指数软卡方检验自适应EKF算法能够有效解决系统新息失配问题,提高系统鲁棒性和稳定性,具有应用价值。
2026年01期 v.14;No.65 100-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 2662K] [下载次数:154 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:3 ] - 丁海埔;张绍成;柏志怀;狄晨则;
针对北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)采用星间链路等技术,在没有全球覆盖地面跟踪站的情形下实现导航卫星广播星历实时解算和播发,可能导致空间信号测距误差(SISRE)分布不均衡的问题,提出一种BDS-3广播星历空间信号测距误差空间分布特征分析方法:将全球范围按经纬度划分为5°×2.5°的网格,以精密星历为参考基准,评估2024年10月BDS-3广播星历在不同区域的SISRE分布特性。结果显示:倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星覆盖区域,北半球精度略高于南半球,该区域单独考虑轨道因素的空间信号测距误差(SISREorbit)和综合考虑轨道钟差因素的SISRE分别在0.48m、2.15 m以内;中圆地球轨道(MEO)卫星同样存在北半球精度略高于南半球的现象,但仅考虑SISREorbit在0.19~0.24m之间变化,综合钟差因素后,亚洲、中东地区及非洲陆地区域SISRE较其他区域体现出一定优势,但全球SISRE在1.74~1.96 m之间。综上可见,BDS-3广播星历在全球范围虽存在一定的空间分布特征,但整体差异不超过分米级,说明BDS-3在全球范围内均能提供较为均衡的导航定位服务性能。
2026年01期 v.14;No.65 108-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 2378K] [下载次数:70 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:3 ] - 王进花;李杰;
为了进一步提升全球卫星导航系统(GNSS)测量的精度,提出一种用于削弱BDS多径误差的组合滤波方法:指出多路径误差是GNSS测量的主要误差源,针对其非平稳性、非线性及周期性重复的特点,给出一种联合改进自适应噪声完备集合经验模态分解(ICEEMDAN)、多尺度排列熵(MPE)与改进小波包阈值去噪(AWPTD)的组合滤波方法,在此基础上构建适用于北斗卫星导航系统(BDS)的恒星日滤波模型;利用ICEEMDAN算法将原始信号分解成若干个本征模态函数;然后,使用多尺度排列熵区分信号分量,对选取的本征模态函数采用改进的自适应去噪方法,最大限度地保留原始信号特征;最后,重构去噪后信号并通过恒星日滤波模型改正后续周期内的多路径误差,提高多路径误差改正模型的精度。实验结果表明,ICEEMDAN-MPE-AWPTD算法能够提供比单一滤波算法精度更高的多路径误差修正模型;经过多路径改正后,北、东、天方向的坐标精度可分别提高65.0%、49.2%、56.6%。
2026年01期 v.14;No.65 116-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 2530K] [下载次数:67 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ] - 孙艺轩;夏俊明;孙越强;黄令勇;黄飞雄;尹聪;白伟华;杜起飞;王冬伟;王先毅;
为了进一步提升星载全球卫星导航系统反射信号(GNSS-R)干涉测高精度,探讨测量系统硬件延迟对星载GNSS-R干涉测高性能的影响:提出一种理论分析与半物理仿真实验相结合的方法;重点探究硬件延迟对GNSS-R干涉测高结果及其副产品——电离层电子总通量(TEC)的影响机制。结果表明,GNSS-R干涉测高测量系统引入的硬件延迟具有双频色散性,若未进行精确校正,该时延不仅会导致测高结果和电离层TEC测量值产生系统性偏差,还会显著增加测高结果的标准偏差;但对电离层TEC的标准偏差无显著影响。可为星载GNSS-R干涉测高系统的硬件延迟误差校正与性能优化提供参考。
2026年01期 v.14;No.65 125-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 1202K] [下载次数:32 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ] - 王立阳;
针对全球卫星导航系统(GNSS)获取对流层天顶延迟(ZTD)空间覆盖低的问题,提出一种高分辨率ZTD快速成图算法,旨在从甘肃省连续运行基准站网(GSCORS)观测数据中估计分辨率为0.01°×0.01°的ZTD图:引入全球预报系统(GFS)预报产品建立虚拟测站,采用球冠谐分析法联合处理GNSS观测与虚拟ZTD,最终生成2023年甘肃庆阳及周边地区8 000多张ZTD图;所提算法估计的GSCORS-ZTD产品首次用于评估研究区域其他的多源ZTD产品,并分析该地区ZTD的时空变化特征。以独立的GNSS和全球气候第五代大气再分析数据(ERA5)为参考,实验结果表明,所提算法估计的ZTD图全年平均均方根误差(RMSE)与偏差分别为14.95/9.54 mm和20.79/12.60 mm,具有高质量和精细分辨率的产品特征。
2026年01期 v.14;No.65 132-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 2467K] [下载次数:11 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:5 ] - 刘锐;王琰;张全;牛小骥;
由于天气、温度等外界因素的影响,通信基站、输电塔和风力发电塔等杆塔式结构物会产生不同程度的位姿动态变化,为了保障信号强度及供电、发电效率,以及设备运行的安全性,需要一套高精度位姿动态变化监测方案。针对现有技术方案适用场景较为局限且传感器成本较高的问题,提出一种结合开源视觉基准系统AprilTag二维码和单目视觉的低成本接触式位姿动态变化的测量方案,在一般环境中实现对杆塔位姿动态变化的精密、稳定监测。通过蒙特卡洛仿真模拟、最小二乘法理论分析和六自由度运动平台的实测数据,对基于AprilTag的相机位姿估计精度进行定量评估。在视线距离为2.5 m的实验条件下的实测结果表明,该技术位移精度可达1.37 mm、0.32 mm、0.31 mm,姿态精度为0.024°、0.117°、0.112°,初步揭示该技术方案用于杆塔位姿动态监测的可行性。
2026年01期 v.14;No.65 142-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 1968K] [下载次数:47 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ] - 韩周顺;张恒才;王培晓;於佳宁;
针对地下大空间第五代移动通信技术(5G)信号三维(3D)覆盖异常问题,提出一种顾及地下大空间方向分异特征的5G信号覆盖三维信号空间异常探测方法(3D-SSAD):利用信号强度空间分布异常指数(SAI),量化5G信号强度与其3D邻域强度的偏差程度;然后采用自适应阈值优化方法与3D基于密度的聚类(DBSCAN)算法,自动识别出信号强度分布异常3D空间区域;最后通过选取特定地下大空间为实验区域,实地部署5G基站与采样信号强度,验证所提方法的效率及精度。结果表明,所提方法在不同阈值下的平均运行时间为2.5 s(阈值范围0.5~4.5 s);异常区域识别精度方面,与同类型异常探测算法结果对比,所提方法能够快速自动化提取3D覆盖异常区,且异常区域重合度达到90%以上,可显著提升5G信号覆盖测试的工作效率。
2026年01期 v.14;No.65 151-157页 [查看摘要][在线阅读][下载 2514K] [下载次数:18 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:3 ] - 陈静;徐磊;陈猛;张晓龙;汪含丹;于浩;
针对无线网络室内定位环境中非视距导致的定位精度低的问题,提出一种基于改进的鹭鹰优化算法优化核极限学习机(ISBOA-KELM)的室内超宽带(UWB)指纹定位算法:采用双边双向测距算法(DS-TWR)测量基站与标签间的距离;然后将测距值作为指纹特征构建指纹库,通过核极限学习机(KELM)建立距离-位置映射模型;最后,使用改进的鹭鹰优化算法(ISBOA)优化模型的C、γ参数,以提升定位精度。实验结果表明,在非视距环境下,ISBOA-KELM指纹定位算法定位精度可达8 cm左右,相较于陈氏(Chan)算法、径向基神经网络(RBFNN)、卷积神经网络(CNN)和核极限学习机,平均定位误差分别降低73.90%、43.14%、54.86%和31.95%,说明所提方法能够显著提升定位精度。
2026年01期 v.14;No.65 158-168页 [查看摘要][在线阅读][下载 1697K] [下载次数:87 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ] - 孙沛杰;张恒才;王培晓;於佳宁;
针对传统无线保真(WiFi)技术信号场空间分布的表征方法过于理想,难以适用于真实的地下大空间特征的问题,提出一种适用于地下空间的WiFi分布表征方法:从信号三维场空间异质性出发,构建基于滑动窗口与空间不均匀度指数(SI)的信号场空间不均匀度算法,实现地下空间WiFi信号强度的三维时空分异特征量化。实验采用真实的某地下大空间条形走廊与十字路口2大典型场景并与局部莫兰指数方法对比,结果表明:所提算法在多样化场景中均能够准确表达信号的衰减特性与方向异质性,同时能够表征空间中障碍对信号空间分布的影响,实现地下大空间场景下WiFi信号场空间分布的有效表征,为地下基础设施WiFi分析提供参考。
2026年01期 v.14;No.65 169-174页 [查看摘要][在线阅读][下载 1597K] [下载次数:21 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ] - 胡敏;秦建;李敏泽;
针对现有的声速剖面测量手段难以实现声速剖面的连续获取,直接折射改正会引入声速剖面误差,造成沉管倒置长基线水声定位精度低的问题,提出一种声速时序内插定位方法:对采集的不同时刻的声速剖面在时间和深度维度上进行深度分层时序内插;然后对插值得到的时序声速进行声线跟踪计算;最后通过“重任801”整平清淤船展开沉管倒置长基线定位实验。结果表明:采用声速时序内插方法得到的声速剖面与实测声速剖面整体误差在±3 m/s,可有效降低声速剖面代表性误差的影响,而实测声速剖面数量和时间间隔对声速时序内插精度有重要影响。
2026年01期 v.14;No.65 175-182页 [查看摘要][在线阅读][下载 4361K] [下载次数:24 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:3 ] 下载本期数据