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ITRF2014框架下顾及降雨量与水文负载的CMONOC坐标时间序列关系分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第6期49卷 960-969页

作者：何月帆聂桂根武曙光李海洋廖密郭雨武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079 地球空间信息技术协同创新中心湖北武汉430079 湖北珞珈实验室湖北武汉430072

水文负载对中国大陆构造环境监测网络(crustal movement observation network of China,CMONOC)测站坐标时间序列具有重要的影响,而降雨量直接影响了水文负载的量级大小。利用ITRF2014(international terrestrial reference frame 2014)参考框架下CMONOC坐标时间序列、MERRA2(modern-era retrospective analysis for research and applications, version 2)水文负载模型以及中国区域降雨量数据来分析三者之间的关系。结果表明,水文负载对CMONOC测站的影响主要体现在垂直方向上,尤其在珠江流域、长江流域以南、西南以及东南诸河流域,水文负载对测站位移的影响尤为显著,水文负载序列的均方根最大可达5.47 mm。水文负载和降雨量都呈现出较为明显的纬度相关性,纬度越高,其量级越小,二者与纬度的线性拟合优度分别为0.63和0.55;同时,降雨量与水文负载也呈现明显的线性关系,拟合优度为0.49,且随着年均降雨量的增加,水文负载的量级会随之增大。对于周期性信号,降雨量、水文负载以及CMONOC坐标时间序列具有一致性,水文负载的周年振幅和CMONOC坐标时间序列的周年振幅与年均降雨量的拟合优度分别为0.64和0.37。在研究水文负载对GNSS坐标时间序列的影响时,除了土壤湿度、积雪以及冠层水,降雨量也是不可忽略的因素。

关键词：水文负载降雨量 CMONOC坐标时间序列拟合优度周年振幅

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北斗/GNSS多频率码偏差估计与分析

大地测量与地球动力学 2024年第8期44卷 797-803页

作者：李文溢张启元聂桂根武汉大学卫星导航定位技术研究中心武汉市430079

介绍多系统多频码偏差估计的方法和步骤,并验证基于多系统组合电离层建模估计频间码偏差的效果。利用2019-01~2023-07的MGEX网观测数据逐日解算各类码偏差,并统计和分析各类码偏差精度。结果表明,解算的多系统多频OSB平均周稳定性可达0.... 详细信息

介绍多系统多频码偏差估计的方法和步骤,并验证基于多系统组合电离层建模估计频间码偏差的效果。利用2019-01~2023-07的MGEX网观测数据逐日解算各类码偏差,并统计和分析各类码偏差精度。结果表明,解算的多系统多频OSB平均周稳定性可达0.07~0.26 ns,其中BDS-2和BDS-3的多频OSB平均周稳定性分别为0.17~0.26 ns和0.13~0.21 ns,各类型DCB与DLR、CAS产品的一致性在0.3 ns以内。本文方法不依赖于外部事后产品,能以较快的时效性和较高的精度解算码偏差。

关键词：全球电离层建模码偏差 MGEX GNSS

GNSS/INS组合导航中IMU参数设定与优化

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导航定位学报 2024年第3期12卷 154-164页

作者：姚东雨聂桂根樊静张全牛小骥武汉大学卫星导航定位技术研究中心武汉430079

针对惯性测量单元(IMU)参数设置不合理导致全球卫星导航系统(GNSS)/惯性导航系统(INS)组合导航无法充分发挥IMU性能的问题,提出了一套IMU参数设定与优化方案,建立了以GNSS短期中断期间导航漂移误差统计值、理论估计精度一致性以及IMU误... 详细信息

针对惯性测量单元(IMU)参数设置不合理导致全球卫星导航系统(GNSS)/惯性导航系统(INS)组合导航无法充分发挥IMU性能的问题,提出了一套IMU参数设定与优化方案,建立了以GNSS短期中断期间导航漂移误差统计值、理论估计精度一致性以及IMU误差参数估计稳定性为评估对象的考核准则,使优化后的IMU参数可以确保GNSS/INS组合导航解算中状态预测方差阵的准确性,实现预测信息与观测信息权重合理分配,进而保障GNSS/INS组合导航最优性能。实测验证采用ADIS16465和ICM206022款典型车规级和消费级微机电(MEMS)IMU进行性能测试分析,测试结果表明:初始IMU参数与GNSS/INS组合导航算法适配度较低,无法得到最优组合导航结果;优化后,IMU参数在保障组合导航最优性能基础之上,也可实现理论估计精度与实际精度高度一致。

关键词：组合导航惯性测量单元(IMU) 参数优化权重分配全球卫星导航系统(GNSS) 惯性导航系统(INS)

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从信息安全角度浅析RDSS系统的安全性

全球定位系统 2024年第4期49卷 42-47页

作者：张涛聂桂根马俊武汉大学测绘学院武汉430079 武汉大学卫星导航定位技术研究中心武汉430079

针对卫星无线电测定业务(radio determination satellite service,RDSS)系统的信号结构和运行机制,分析了RDSS系统的安全优势,从信息安全的保密性、完整性和可用性三个角度研究了RDSS系统可能存在的安全隐患和应对措施,特别是采用射频... 详细信息

针对卫星无线电测定业务(radio determination satellite service,RDSS)系统的信号结构和运行机制,分析了RDSS系统的安全优势,从信息安全的保密性、完整性和可用性三个角度研究了RDSS系统可能存在的安全隐患和应对措施,特别是采用射频录制和回放(record and replay,RAR)手段对RDSS系统可能存在的仿冒与欺骗安全隐患做了验证.证明RDSS系统在抗RAR攻击方面存在漏洞,容易被RAR攻击欺骗,这种欺骗攻击暴露了RDSS系统存在完整性和可用性上的安全隐患,可能使得终端用户造成信息混乱,也可能使终端用户被触发频次限制,无法得到正常的服务.最后提出了针对此类安全隐患提高系统安全性的几种措施.

关键词： GNSS 卫星无线电测定业务(RDSS) GPS 北斗卫星导航系统(BDS) 欺骗反欺骗信息安全重放攻击软件无线电

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基于北斗短报文和紧急无线示位标的海上搜救终端

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全球定位系统 2024年第4期49卷 107-112页

作者：马骏聂桂根廖密高文亮武汉大学卫星导航定位技术研究中心武汉430072

针对海上遇险报警终端定位精度和实时性不足等问题,设计一种兼具北斗短报文和紧急无线示位标(emergency position indicating radio beacon,EPIRB)功能的海上搜救终端.结合指挥中心和相关软件系统,实现遇险快速上报和精确定位.北斗短报... 详细信息

针对海上遇险报警终端定位精度和实时性不足等问题,设计一种兼具北斗短报文和紧急无线示位标(emergency position indicating radio beacon,EPIRB)功能的海上搜救终端.结合指挥中心和相关软件系统,实现遇险快速上报和精确定位.北斗短报文可以实现终端和卫星之间的通讯.全球卫星搜救系统(COSPAS-SARSAT)是由国际海事卫星组织推行的海上遇险搜救系统的重要组成部分,通过EPIRB发送的信号,来定位事故地点和事故信息.将北斗短报文和EPIRB结合,并联合定位模块和温度、心率等传感器.当持有者遇险时,海上搜救终端会立刻不断向指挥中心发送遇险信息,通过指挥中心解析可对救援任务展开提供支持.经测试,其动态、静态定位精度达到10 m级;具有北斗短报文,紧急无线示位标通讯功能.

关键词：北斗卫星导航系统(BDS) 北斗短报文北斗紧急无线电示位标(EPIRB) 海上遇险与安全服务全球卫星搜救系统(COSPAS-SARSAT)

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利用σ_z(τ)方法对脉冲星时与原子时长期稳定度对比分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2012年第7期37卷 847-850页

作者：张彩红刘经南聂桂根武汉大学测绘学院武汉市珞喻路129号430079 武汉大学卫星导航定位技术研究中心武汉市珞喻路129号430079

首次研究了毫秒脉冲星PSR J1939+2134共7.5a的双频计时残差序列的特征,通过分析不同行星星历对脉冲星计时精度的影响,建议使用DE421;采用σz(τ)方法估计了脉冲星时与原子时的稳定度,发现脉冲星时的稳定度一直处于上升趋势,6a高于10-15... 详细信息

首次研究了毫秒脉冲星PSR J1939+2134共7.5a的双频计时残差序列的特征,通过分析不同行星星历对脉冲星计时精度的影响,建议使用DE421;采用σz(τ)方法估计了脉冲星时与原子时的稳定度,发现脉冲星时的稳定度一直处于上升趋势,6a高于10-15。由此可见,脉冲星时作为守时和授时的时间标准具有优势。

关键词：脉冲星时原子时 σz(τ)方法长期稳定度

GPS/GALILEO多频组合差分定位研究

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武汉大学学报（信息科学版） 2010年第7期35卷 821-824页

作者：于兴旺张小红聂桂根武汉大学测绘学院武汉市珞喻路129号430079 武汉大学GNSS中心武汉市珞喻路129号430079

研究了多频多系统卫星导航定位的关键技术,比较了TCAR、CIA、LAMBDA3种多频观测值整周模糊度的单历元解算方法,给出了GPS/GALILEO多频组合定位模型,仿真GPS/GALILEO多频观测数据验证了所用方法的正确性。仿真数据处理结果表明,GPS/GALI... 详细信息

研究了多频多系统卫星导航定位的关键技术,比较了TCAR、CIA、LAMBDA3种多频观测值整周模糊度的单历元解算方法,给出了GPS/GALILEO多频组合定位模型,仿真GPS/GALILEO多频观测数据验证了所用方法的正确性。仿真数据处理结果表明,GPS/GALILEO组合定位能提高基线解算精度,其基线定位误差在2 cm范围内。

关键词： GPS/GALILEO组合多频线性组合单历元整周模糊度解算

基于分解四元数的自适应姿态四元数卡尔曼滤波

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控制理论与应用 2018年第3期35卷 367-374页

作者：张德先聂桂根武汉大学卫星定位导航技术研究中心湖北武汉430079 地球空间信息技术协同创新中心湖北武汉430079

基于Clifford代数的四元数卡尔曼滤波在融合陀螺/加表/磁强计以估计姿态时,由于四元数各参数与欧拉角不是一一对应关系,无法独立估计各个欧拉角.这样即使重力观测量是可信的,受到干扰的磁场观测量也会影响整个估计结果.为了消除磁场观... 详细信息

基于Clifford代数的四元数卡尔曼滤波在融合陀螺/加表/磁强计以估计姿态时,由于四元数各参数与欧拉角不是一一对应关系,无法独立估计各个欧拉角.这样即使重力观测量是可信的,受到干扰的磁场观测量也会影响整个估计结果.为了消除磁场观测量对四元数中横滚角和俯仰角分量的影响,对四元数进行分解,以重新组合重力/磁场观测量.同时,为了减少载体附近磁场和线性加速度干扰对姿态估计的影响,构造了观测噪声自适应算法和观测量自适应干扰补偿.消费级微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)传感器的实验结果表明,对比四元数卡尔曼滤波的原型,改进后的抗干扰能力明显提升.但由于自适应过程引入了两个经验参数,这使得其工作范围和抗干扰能力有待考验.

关键词：卡尔曼滤波四元数自适应算法姿态估计惯性传感器磁强计

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MATLAB在测量数据处理中的应用

测绘通报 2001年第2期1卷 39-40页

作者：聂桂根武汉大学GPS工程中心湖北武汉430079

简单介绍了 MATL AB的系统内容和主要功能。

关键词： MATLAB 矩阵运算数据处理图形处理数学软件测量数据工程计算语言