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基于载波相位差分的多频多GNSS测速精度评估

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武汉大学学报（信息科学版） 2023年第2期48卷 206-213页

作者：耿涛丁志辉谢新吕逸飞武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079

基于载波相位历元间差分测速方法,建立了全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)单点测速的数学模型,分析了其误差源,并结合实测数据对多GNSS系统各频点及其无电离层组合、不同系统组合的测速精度进行了对比分析。... 详细信息

基于载波相位历元间差分测速方法,建立了全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)单点测速的数学模型,分析了其误差源,并结合实测数据对多GNSS系统各频点及其无电离层组合、不同系统组合的测速精度进行了对比分析。实验结果表明:不同系统不同频点的测速精度有所差异,BDS(BeiDou navigation satellite system)的B1I、B1C、B3I、B2a频点和Galileo(Galileo positioning system)的E1、E5a、E6、E5b、E5频点的测速精度相当,水平方向优于1.5 mm/s,高程方向优于3 mm/s;BDS的B2I和GPS的L1、L2、L5频点的测速精度相当,水平方向在1.5~2 mm/s,高程方向在3~4mm/s;GLONASS(globalnavigationsatellitesystem)的G1、G2频点测速精度最差,水平方向在3~4 mm/s,高程方向在5~5.5 mm/s;双频无电离层组合由于放大了观测值噪声,其测速精度低于单频。此外,多GNSS组合增加了可见卫星数,降低了PDOP(position dilution of precision)值,能够显著提高测速精度。相对于单GPS系统,GPS/BDS/GLONASS/Galileo组合测速精度在水平方向提高40%,高程方向提高46%;在截止高度角40°时,水平方向速度优于1 cm/s、高程方向优于2 cm/s下的测速可用率由48%提高到98%。

关键词：全球卫星导航系统(GNSS) 测速载波相位历元间差分多频

基于IEEE 802.11ad多帧相关测速算法

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电子与信息学报 2023年第11期45卷 4026-4032页

作者：黎灿刘伟赵塑盾雷菁国防科技大学电子科学学院长沙410005

波形设计是实现通信感知一体化关键技术之一,有利于缓解频谱竞争压力、减少资源浪费。该文提出一种在车对万物互联(V2X)场景下基于IEEE 802.11ad无线局域网波形的测速算法。首先基于物理层帧结构中前导良好的目标感知特性对接收多帧信... 详细信息

波形设计是实现通信感知一体化关键技术之一,有利于缓解频谱竞争压力、减少资源浪费。该文提出一种在车对万物互联(V2X)场景下基于IEEE 802.11ad无线局域网波形的测速算法。首先基于物理层帧结构中前导良好的目标感知特性对接收多帧信号的前导做不同移位的相关运算,将多普勒频偏估计转换为线性回归斜率估计得到多普勒估计值用以测速;其次提出相位补偿方案,解决由相位模糊导致的测速范围受限问题。仿真结果表明,在单目标视距场景下所提算法可实现厘米级测速精度,且相较于目前同类型算法具有更低测速误差。

关键词：通信感知一体化 V2X IEEE 802.11ad 测速

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基于时间相关单光子计数技术的测速研究

红外与激光工程 2022年第10期51卷 128-135页

作者：杨杰王才喜乔凯唐勐靳辰飞哈尔滨工业大学物理学院黑龙江哈尔滨150001 天津津航技术物理研究所天津300308

传统的激光雷达通常采用多普勒效应获得目标的径向速度,但是当回波信号低到单光子水平时就难以实现这种功能。文中探索利用时间相关单光子计数(TCSPC)技术实现测速的方法。搭建了一套高重频、高精度的TCSPC测速系统并开展了实验研究。... 详细信息

传统的激光雷达通常采用多普勒效应获得目标的径向速度,但是当回波信号低到单光子水平时就难以实现这种功能。文中探索利用时间相关单光子计数(TCSPC)技术实现测速的方法。搭建了一套高重频、高精度的TCSPC测速系统并开展了实验研究。结果表明,在一定的测速时长下测速误差与单次测距光子计数直接相关,在文中实验条件下单次测距光子计数在1000~5000个时测速误差达到最优。该方法未来有望代替多普勒测速方法,实现对远距离高速运动目标的测速。

关键词：激光雷达 TCSPC技术测速

多普勒、载波和伪距差分法的北斗三号车载测速精度分析

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测绘地理信息 2023年第6期48卷 46-50页

作者：邓广梓淳耿涛武汉大学测绘学院湖北武汉430079 武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079

针对新建成的北斗全球卫星导航系统,基于多普勒测速、伪距差分测速、载波相位差分等3种测速方法,对不同运动状态下的车载实测数据进行测速精度分析。结果表明:3种方法在95.5%置信度下的测速精度优于0.1 m/s;运动状态静态时载波相位差分... 详细信息

针对新建成的北斗全球卫星导航系统,基于多普勒测速、伪距差分测速、载波相位差分等3种测速方法,对不同运动状态下的车载实测数据进行测速精度分析。结果表明:3种方法在95.5%置信度下的测速精度优于0.1 m/s;运动状态静态时载波相位差分测速的精度能达到mm/s量级,而动态时多普勒测速的精度较高,伪距差分测速在静态和动态时测速精度较低。

关键词：全球卫星导航系统测速多普勒载波相位差分伪距差分

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多路径效应对GPS多普勒测速的影响

北京航空航天大学学报 2021年第9期47卷 1807-1813页

作者：程琦孙蕊王均晖南京航空航天大学民航学院南京211106

针对全球定位系统(GPS)多普勒观测值在城市环境中受多路径效应影响,从而导致测速误差大的问题,从多普勒频移产生的原理入手,通过运动学理论分析,构建了接收机、反射点与卫星整体运动与多普勒频移误差关系模型。模型分析结果表明:多普勒... 详细信息

针对全球定位系统(GPS)多普勒观测值在城市环境中受多路径效应影响,从而导致测速误差大的问题,从多普勒频移产生的原理入手,通过运动学理论分析,构建了接收机、反射点与卫星整体运动与多普勒频移误差关系模型。模型分析结果表明:多普勒频移误差与卫星观测向量、反射点切线法向量、接收机运动速度及反射点运动速度有关。最后通过5种不同场景的GPS数据验证了所提模型的正确性。在多路径情况下,当接收机或反射点运动时,可能会导致巨大的测速误差,使得结果不具备可靠性。

关键词：全球定位系统(GPS) 多路径效应多普勒频移测速误差模型

基于GNSS实时数据流的载波相位差分测速方法及精度评估

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全球定位系统 2023年第2期48卷 65-70页

作者：胡冰燕吕黄晖郑佳伟方荣新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

为了满足地质灾害实时高精度监测应用需求,对常规全球卫星导航系统(GNSS)载波相位差分测速事后处理软件进行改进,增加了实时数据流接收和实时解码国际海运事业无线电技术委员会(RTCM)的功能,实现了真正的GNSS载波相位差分测速.利用静态... 详细信息

为了满足地质灾害实时高精度监测应用需求,对常规全球卫星导航系统(GNSS)载波相位差分测速事后处理软件进行改进,增加了实时数据流接收和实时解码国际海运事业无线电技术委员会(RTCM)的功能,实现了真正的GNSS载波相位差分测速.利用静态站和振动台模拟正弦波振动实验的GNSS数据,评估改进后GNSS实时测速程序的精度.静态模拟动态的测速精度误差均方根(RMS)优于5 mm/s;振动台动态实验解算结果与振动台输出真值的互差RMS为10.4 mm/s.说明本实验的实时GNSS测速程序在静态实时测速条件下的测速精度可达到mm/s级,在实时动态条件下测速精度仍能达到cm/s级.

关键词：实时数据流载波相位差分测速精度评估

基于智能手机BDS-3测速信息的行人运动识别

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无线电工程 2023年第5期53卷 1086-1092页

作者：李阳阳王磊王高靖徐秀川武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 湖北工业大学计算机学院湖北武汉430068 北京城建勘测设计研究院有限责任公司北京100101

基于智能手机的北斗三号(BDS-3)定位与测速逐步成为大众获取位置服务的主要应用。随着北斗系统服务性能的提升,其提供的位置与速度信息催生了新的服务和应用场景,结合智能手机BDS-3的测速信息,提出了一种基于支持向量机(Support Vector ... 详细信息

基于智能手机的北斗三号(BDS-3)定位与测速逐步成为大众获取位置服务的主要应用。随着北斗系统服务性能的提升,其提供的位置与速度信息催生了新的服务和应用场景,结合智能手机BDS-3的测速信息,提出了一种基于支持向量机(Support Vector Machine, SVM)的行人运动识别方法。该方法可应用于行为感知、优化健身方案等健康领域。评估了安卓智能手机BDS-3测速精度并基于手机持有者在运动过程中的BDS-3速度信息对行人的运动状态进行识别。结果表明,BDS-3的测速精度略优于GPS和BDS-2系统。多系统组合测速能提升测速精度。通过合理地选取特征,利用智能手机BDS-3测速信息对行人运动模式进行自动识别的正确率可达96.3%。

关键词：智能手机北斗三号测速多普勒运动识别

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光流法在地铁车辆测速中的应用研究

机车电传动 2022年第2期 129-134页

作者：吕红强黄涛聂兴家陈柯宇蔡正凯单奇中车南京浦镇车辆有限公司江苏南京210031 西南交通大学机械工程学院四川成都610031

地铁车辆速度是列控系统的一项重要参数,传统的地铁车辆测速方法存在一定的缺陷。文章利用图像处理中的光流法研究地铁车辆测速新方法,提出了满足地铁车辆测速实时性和精度要求的快速光流计算方法。引入图像金字塔,通过由粗到精、逐层... 详细信息

地铁车辆速度是列控系统的一项重要参数,传统的地铁车辆测速方法存在一定的缺陷。文章利用图像处理中的光流法研究地铁车辆测速新方法,提出了满足地铁车辆测速实时性和精度要求的快速光流计算方法。引入图像金字塔,通过由粗到精、逐层细化的步骤求解大位移运动光流,解决了LK光流法无法计算大位移运动的缺陷;提出了将GPU用于光流计算,实现图像特征点检测计算并行化,显著提升光流计算速度;设计了线路仿真软件进行测速仿真试验。结果表明,基于图像金字塔的光流改进算法提高了大位移情况下光流估计精度,基于GPU的光流并行计算有效提高了光流计算速度,满足地铁车辆测速系统的实时性要求。通过搭建支撑平台,并进行实际线路试验,进一步验证了光流测速方法的可行性。

关键词：地铁测速光流法 GPU加速实时性仿真

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不同方法的BDS-3多频单点测速对比分析

导航定位学报 2023年第4期11卷 56-62页

作者：耿涛杨佳彬谢新武汉大学卫星导航定位技术研究中心武汉430079

针对北斗三号卫星导航系统(BDS-3)不同测速方法在不同环境下的测速性能缺乏全面评估的问题,提出一种BDS-3多频单点测速对比分析方法:利用BDS-3静态和动态数据,对比分析基于载波相位差分、多普勒、伪距差分方法的BDS-3不同频点静态和动... 详细信息

针对北斗三号卫星导航系统(BDS-3)不同测速方法在不同环境下的测速性能缺乏全面评估的问题,提出一种BDS-3多频单点测速对比分析方法:利用BDS-3静态和动态数据,对比分析基于载波相位差分、多普勒、伪距差分方法的BDS-3不同频点静态和动态测速性能。实验结果表明:静态环境下,载波相位差分测速精度最好,可达到mm/s量级,伪距差分测速精度最差,为cm/s至dm/s量级;动态环境下,多普勒和载波相位差分测速的精度较好,水平方向可达到cm/s量级,高程方向约为1 dm/s,伪距差分测速误差较大;对不同频点的测速结果分析表明,BDS-3系统B1I、B1C、B2a、B2b、B3I等5个频点的测速精度基本在同一个量级。

关键词：北斗三号卫星导航系统(BDS-3) 测速多频多普勒测速载波相位差分