陈向东1,王利冰1,陶钧2
(1.国网信息通信产业集团有限公司, 北京 102209;2.武汉大学 卫星导航定位技术研究中心, 武汉 430079)
摘 要:电力北斗星地基融合增强实时动态精密单点定位(precise point positioning real-time kinematic,PPP-RTK)服务平台播发的产品基于观测历元的最新一代国际地球参考框架(International Terrestrial Reference Frame 2020,ITRF2020)生成,终端侧需将其转换至我国的2000国家大地坐标系(China Geodetic Coordinate System 2000, CGCS2000).为实现高精度坐标转换,围绕历元归算中的速度场插值,以及历元归算与框架转换的处理顺序和转换算法开展了研究. 首先,为选出最优的速度场插值方法及算法,对线性插值与反距离加权(inverse distance weighted, IDW)插值进行了精度与鲁棒性评估,并分析了不同IDW插值策略(固定邻居数量与固定搜索半径)对插值精度与鲁棒性的影响,给出了推荐算法方案. 其次,针对框架转换与历元转换先后顺序的工程争议,从理论上分析了两种路径在速度满足一定条件下的数学等价性,并说明实际偏差主要由速度数据来源不一致引起,而非处理顺序本身造成. 最后,通过仿真计算,证明了提出的坐标框架转换方法及算法的有效性.
关键词:速度场插值;反距离加权(IDW)插值;线性内插;坐标转换;历元归算
引文格式:陈向东, 王利冰, 陶钧. 电力北斗星地基融合增强定位坐标框架转换研究[J].全球定位系统,2026,51(3):1-8. DOI: 10.12265/j.gnss.2025211
CHEN Xiangdong, WANG Libing, TAO Jun. Coordinate frame transformation for the power BeiDou satellite-ground integrated augmentation positioning service[J]. GNSS World of China, 2026, 51(3): 1-8. DOI: 10.12265/j.gnss.2025211
赵恒宇,丛佃伟,武易天,孙光德
(航天工程大学 航天信息学院, 北京 101416)
摘 要:本文围绕深空探测中航天器自主导航的核心问题,系统阐述了基于天文测角导航的定位原理与光行差效应的测速原理,在此基础上,采用松组合架构分别解算位置与速度,并设计解耦的扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)实现状态融合估计. 在定位方面,通过构建探测器、恒星、行星等天体间的矢量几何模型,结合星敏感器测量数据解算航天器位置;在测速方面,利用狭义相对论下的光行差公式,通过三颗及以上恒星的视线方向变化反演三维速度. 导航滤波器设计以航天器轨道动力学为基础,建立包含月球引力及摄动力的状态方程,并通过 解耦的EKF实现状态估计,在保证精度的同时简化模型复杂度.仿真结果表明,在高敏感器精度下,环绕月球飞行的航天器位置、速度精度分别可达百米和亚米每秒量级,为航天器自主导航 系统的设计和实现提供了理论依据及工程参考.
关键词:深空自主导航;天文测角导航;相对论效应;光行差;扩展卡尔曼滤波 (EKF)
引文格式:赵恒宇, 丛佃伟, 武易天, 孙光德. 基于测角定位与光行差测速的深空自主导航方法研究[J]. 全球定位系统, 2026, 51(3): 9-17. DOI: 10.12265/j.gnss.2026031
ZHAO Hengyu, CONG Dianwei, WU Yitian, SUN Guangde. Deep space autonomous navigation based on angle measurement positioning, aberration velocity measurement[J]. GNSS World of China, 2026, 51(3): 9-17. DOI: 10.12265/j.gnss.2026031
蔡成林1,罗聪1,成凌锋2,关文绘2
(1.湘潭大学 自动化与电子信息学院, 湘潭 411105;2.湘潭大学 数学与计算科学学院, 湘潭 411105)
摘 要:卫星钟差(satellite clock bias,SCB)是影响北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)性能的重要因素之一. 然而,现有的事后精密SCB产品无法满足高精度的实时定位、导航与授时(position, navigation and timing,PNT)服务的需求. 因此,为了进一步提高BDS应用的精密性和实时性,提出一种融合卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)、长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)和注意力(Attention)机制的组合SCB预报模型. 所提模型首先利用CNN从时间片段中提取深层的时间特征,再由LSTM模型建立更长时间的依赖关系,然后引入注意力机制对LSTM的隐藏层进行自适应加权,平衡全局特征和局部特征捕捉,最终实现SCB的高精度实时预报. 最后,将本文所提出的模型与自回归综合移动平均(auto-regressive integrated moving average,ARIMA)模型、灰色模型(grey model,GM)、CNN模型以及LSTM模型进行了全方面的预报性能比较. 结果表明,在24 h的预报任务中,相对于ARIMA、GM、CNN以及LSTM模型,本文所提模型的预测精度分别提高了73.0%、76.6%、88.5%和74.8%.
关键词:卫星钟差(SCB);卷积神经网络(CNN);长短期记忆(LSTM) 网络;注意力(Attention)机 制;高精度实时预报
引文格式:蔡成林, 罗聪, 成凌锋, 关文绘. 基于CNN-LSTM-Attention的北斗卫星钟差预报[J]. 全球定位系统, 2026, 51(3): 18-26. DOI: 10.12265/j.gnss.2025188
CAI Chenglin, LUO Cong, CHENG Lingfeng, GUAN Wenhui. Satellite clock bias prediction for BDS based on CNN-LSTM-Attention[J]. GNSS World of China, 2026, 51(3): 18-26. DOI: 10.12265/j.gnss.2025188
韩艾航1,戴卫恒2,袁普钊1,吕晶1,李广侠1
(1.南京航空航天大学 电子信息工程学院, 南京 211106;2.陆军工程大学 通信工程学院, 南京 210007)
摘 要:为满足复杂环境下卫星定位对选星算法“高精度、低耗时、强鲁棒性”的需求,提出一种基于梯度优化器(gradient-based optimizer,GBO)融合策略的快速选星方法. 该方法将GBO算法与结合了柯西突变和莱斯突变的Levy飞行机制相融合,即多变异梯度优化算法(multi-mutation gradient-based optimizer,MMGBO),形成多模式突变机制,有效增强了GBO算法的准确率与高效性. 仿真实验表明,MMGBO算法的定位精度优于单一的GBO算法,并且当选星数增多时,与遍历法的精度误差会逐渐趋于零,同时计算效率相较于遍历法甚至可以达到99%以上,为GNSS结合低轨卫星的实时高精度定位提供了高效、可靠的选星方案,可适配北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)、GPS等多系统融合定位场景.
关键词:选星;基于梯度的优化器;几何精度衰减因子(GDOP);Levy飞行
引文格式:韩艾航, 戴卫恒, 袁普钊, 吕晶, 李广侠. 基于梯度优化器融合策略的快速选星方法[J]. 全球定位系统, 2026, 51(3): 27-33. DOI: 10.12265/j.gnss.2026052
HAN Aihang, DAI Weiheng, YUAN Puzhao, LYU Jing, LI Guangxia. A fast satellite selection method gradient-based optimizer fusion strategy[J]. GNSS World of China, 2026, 51(3): 27-33. DOI: 10.12265/j.gnss.2026052
樊东虎,聂志喜,任旭虎,许晨阳,张娜娜
(中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院, 青岛 266580)
摘 要:随着全球能源管道网络规模的持续扩大,管道内检测机器人的高精度定位技术成为保障运营安全与效率的关键. 在缺乏卫星信号的封闭管道环境中,传统惯性导航系统(inertial navigation system,INS)/里程计(Odometer,ODO)组合定位方法误差累积严重,难以满足长距离缺陷精确定位要求.针对上述问题,本文提出一种面向管道场景的惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)/ODO状态识别与约束定位算法,以系统性地解决管道场景中特征识别与运动约束的有机融合问题. 通过融合IMU与ODO的数据,提出一种基于加速度模值和陀螺仪标准差分析的运动状态识别算法,实现了静止与直线运动状态的精确判别. 依据管道几何约束特性,根据不同运动状态引入零速约束、姿态约束等约束条件,抑制INS误差的发散. 实验结果表明,在64 m的模拟直线管道实验中,本文方法E向均方根误差(root mean square error,RMSE)降低70.5%,N向RMSE降低55.3%,高程RMSE降低40.0%;在64 m 的模拟转弯管道实验中,E向RMSE差降低49.1%,N向RMSE降低57.1%,高程RMSE降低30.0%. 在96 m实测管道中,终点定位精度优于0.1 m,显著优于传统INS/ODO组合方法.该方法无需外部辅助信息,为无GNSS环境下的管道定位提供了高精度解决方案.
关键词:管道定位;惯性导航系统(INS);里程计(ODO);运动状态识别;姿态约束
引文格式:樊东虎, 聂志喜, 任旭虎, 许晨阳, 张娜娜. 面向管道内检测机器人的IMU/ODO状态识别和约束定位算法[J]. 全球定位系统, 2026, 51(3): 34-43. DOI: 10.12265/j.gnss.2025217
FAN Donghu, NIE Zhixi, REN Xuhu, XU Chenyang, ZHANG Nana. IMU/ODO state recognition and constrained localization agorithm for in-pipe inspection robots[J]. GNSS World of China, 2026, 51(3): 34-43. DOI: 10.12265/j.gnss.2025217
冯译苇1,2,耿江辉1,3,栗广才1,3,刘金成4
(1.武汉大学 卫星导航定位技术研究中心, 武汉 430079;2.武汉大学 测绘学院, 武汉 430079;3.中国科学院精密测量科学与技术创新研究院 精密大地测量与定位全国重点实验室, 武汉 430079;4.西北农林科技大学 资源环境学院, 杨凌 712100 )
摘 要:在城市峡谷、隧道等GNSS信号受阻环境下,集成消费级GNSS芯片组和惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)的智能手机定位性能急剧下降. 虽然惯性导航系统(inertial navigation system, INS)能够在GNSS拒止环境下持续提供导航解算,但智能手机内置的低成本IMU受限于精度低、噪声大等因素,误差发散迅速. 传统的非完整性约束(non-holonomic constraint, NHC)方法在车辆转弯、掉头等状态下,零值假设严重失效,影响定位精度. 针对上述问题,本文提出一种基于注意力增强的三维速度约束智能手机车载定位方法. 该方法构建了融合卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)、长短期记忆网络(long short-term memory, LSTM)和注意力机制的混合架构,以IMU原始六轴观测作为输入,直接输出车辆的三维速度信息,在GNSS中断区间内充当三维虚拟测速仪,约束IMU的误差积累. 其中,CNN捕获局部IMU特征实现噪声过滤,LSTM建模时序关联性,基于滑动窗口的注意力机制根据当前运动状态自适应加权历史信息. 实验结果表明,所提方法的前向速度预测均方根(root mean square, RMS)误差为0.48 m/s,相比现有方法降低40%~55%;在平均约52 s的GNSS信号中断场景下,平均水平定位RMS为7.2 m,垂直定位RMS为2.3 m,相比无约束方案分别降低98.3%和97.0%,相比传统NHC方案分别降低79.8%和39.5%,显著提升了智能手机在GNSS拒止环境下的定位性能.
关键词:手机车载导航;非完整性约束(NHC);深度学习;注意力机制;三维速度约束;组合导航
引文格式:冯译苇, 耿江辉, 栗广才, 刘金成. 基于注意力增强的三维速度约束手机GNSS/INS车载导航[J]. 全球定位系统, 2026, 51(3): 44-53. DOI: 10.12265/j.gnss.2026017
FENG Yiwei, GENG Jianghui, LI Guangcai, LIU Jincheng. Attention-enhanced three-dimensional velocity constraint for smartphone GNSS/INS vehicular navigation[J]. GNSS World of China, 2026, 51(3): 44-53. DOI: 10.12265/j.gnss.2026017
张浩伟2,王阿昊1,2,万尚尚2,颜语彦2,李静2,徐一航2,田润琪2
(1.中国矿业大学(北京)内蒙古研究院, 鄂尔多斯 017010;2.中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院, 北京 100083)
摘 要:在当前低成本北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)应用普及的背景下,半和法无电离层组合(group and phase ionospheric calibration,GRAPHIC)单频精密单点定位(precise point positioning,PPP)可提供分米级定位结果,为低成本单频设备的高精度位置服 务提供有效解决方案.为分析BDS单系统GRAPHIC单频PPP定位性能在全球不同区域、不同电离层活动期下的差异性,利用全球均匀分布的50个MGEX(Multi-GNSS Experiment)测站数据,对该模型在测试期间的低、中、高纬度及电离层平静、活跃期的时空特性进行全面分析.在空间特性分析中,BDS GRAPHIC单频PPP定位精度在中纬度区域最优(约0.6 m),低纬度区域最差(约1.0 m),高纬度区域呈现北优南劣的精度特征;时间特性的分析中发现BDS GRAPHIC单频PPP在电离层平静期和活跃期的定位精度差异不大,仅7 cm左右;收敛性方面,水平收敛速度受 电离层活跃程度影响不大,高程方向在电离层平静期收敛更快,尤其在高纬度区域十分显著.
关键词:精密单点定位(PPP);北斗卫星导航系统(BDS);单频;定位精度;收敛性
引文格式:张浩伟, 王阿昊, 万尚尚, 颜语彦, 李静, 徐一航, 田润琪. 北斗GRAPHIC单频PPP全球时空特性分析与评估[J]. 全球定位系统,2026,51(3):54-63. DOI: 10.12265/j.gnss.2025172
ZHANG Haowei, WANG Ahao, WAN Shangshang, YAN Yuyan, LI Jing, XU Yihang, TIAN Runqi. Analysis and evaluation of global spatial-temporal characteristics of BDS GRAPHIC single-frequency precise point positioning[J]. GNSS World of China, 2026, 51(3): 54-63. DOI: 10.12265/j.gnss.2025172
朱瑞晨1,2,张鑫3,张亮1,张毓良1
(1.广州海格通信集团股份有限公司, 广州 510705;2.中国民航大学 天津市智能信号与图像处理重点实验室, 天津 300300;3.中国人民解放军 92728 部队, 上海 200436)
摘 要:诱导式欺骗干扰可使被攻击接收机在无意识的情况下,输出错误的位置、时间信息,具有极高的隐蔽性,已成为导航战的重要手段.目前,在诱导式欺骗过程中的牵引阶段,欺骗者通常保持欺骗信号的码速率始终不变,直接以较大速率牵引目标接收机跟踪环路.该方法会使目标接收机跟踪环路较长时间处于不稳定状态,提升了欺骗攻击被觉察的风险.为了更加快速隐蔽地达成欺骗目标,本文提出了一种新的牵引策略,令欺骗信号的码速率缓慢提升,逐渐加速牵引目标接收机的跟踪环路.实验结果表明,相较于匀速的牵引策略,所提方法对跟踪环路稳定性的破坏程度更小,且大幅度缩短了达成欺骗目标所需时间.
关键词:卫星导航;诱导式欺骗干扰;跟踪环路;牵引策略;码相位
引文格式:朱瑞晨, 张鑫, 张亮, 张毓良. 一种牵引速率缓变的GNSS诱导式欺骗干扰[J]. 全球定位系统, 2026, 51(3): 64-70. DOI: 10.12265/j.gnss.2025138
ZHU Ruichen, ZHANG Xin, ZHANG Liang, ZHANG Yuliang. A GNSS-induced spoofing interference with gradually-varying traction speed[J]. GNSS World of China, 2026, 51(3): 64-70. DOI: 10.12265/j.gnss.2025138
邓颖达1,2,温强3
(1.武汉大学 卫星导航定位技术研究中心, 武汉 430079;2.武汉大学 测绘学院, 武汉 430079;3.中国科学院精密测量科学与技术创新研究院 大地测量与地球动力学国家重点实验室, 武汉 430077)
摘 要:当地震发生在GPS时(GPS time, GPST)零点附近时,GNSS精密产品的日边界不连续(day boundary discontinuity, DBD)可能对同震位移提取结果产生影响.针对这一问题,武汉大学(Wuhan University, WHU)发布了日界对齐的快速精密卫星产品,以削弱日界不连续误差对动 态定位的影响.以2024年中国台湾花莲地震为研究对象,选取美国喷气动力实验室(Jet Propulsion Laboratory,JPL)最终产品、欧洲定轨中心(Center for Orbit Determination in Europe, CODE)最终产品以及WHU快速产品,构建日界对齐与非对齐两类处理方案. 首先从产品端对不同精密产品 在日界处的空间信号测距误差(signal-in-space ranging error, SISRE)进行对比评估,随后利用高频GNSS观测数据开展动态定位解算,并提取同震位移. 结果表明,对齐的WHU快速产品平均SISRE最小,为4.2 mm,JPL最终产品、CODE最终产品和未对齐WHU快速产品的平均SISRE分别为11.8 mm、22.7 mm和 48.8 mm.采用对齐的WHU快速产品的定位结果在日界附近保持连 续;而其他未对齐产品则在日界处存在约3~5 cm的位置跳变. 分析表明,精密产品的DBD会影响日界附近高频 GNSS同震位移提取精度,采用日界对齐精密产品能够有效改善定位连续性.
关键词:日边界不连续性(DBD);产品对齐;跨日界精密定位;同震位移;花莲地震
引文格式:邓颖达, 温强. GNSS精密产品日界不连续性对高频同震位移提取的影响分析——以2024花莲地震为例[J]. 全球定位系统,2026,51(3): 71-80. DOI: 10.12265/j.gnss.2026065
DENG Yingda, WEN Qiang. Impact of GNSS precise product day-boundary discontinuities on high-frequency coseismic displacement extraction−a case study of the 2024 Hualien earthquake[J]. GNSS World of China, 2026, 51(3): 71-80. DOI: 10.12265/j.gnss.2026065
温志坚1,王志1,董彦武2,茹海波2,李俊锋2
(1.山西晋电电力科技有限公司, 太原 030006;2.国网山西省电力有限公司超高压输电分公司, 太原 030001)
摘 要:在杆塔区域,传统依赖绝对坐标与预设航线的无人机巡检方法易出现定位漂移显著、障碍物响应滞后及拍摄盲区增多等问题,导致避障能力不足与覆盖率受限. 故本研究提出一 种基于视觉任务引导的实时动态差分(real-time kinematic, RTK)无人机杆塔巡检航线快速规划方法. 通过无人机视觉系统实时采集与处理杆塔图像,结合特征提取与匹配技术精准识别巡检目标,抑制误识别与漏检;融合RTK模块实现高精度动态定位,补偿电磁干扰下的坐标偏差;在视觉任务引导下,依据实时图像分析结果动态规划拍摄点与航线,以视觉识别区域为空间约束,通过拍摄点连接与实时碰撞调整,生成覆盖全面且有效避障的航线.实验中,飞行控制精度为水平方向±(10 mm+1 ppm)、高程方向±(15 mm+1 ppm). 经实验可知,该方法航线规划偏差最小值仅为0.5 m,安全指数保持在0.8以上,巡检覆盖率可达99.8%,说明该方法显著提升了在苛刻杆塔环境中的规划鲁棒性与巡检效能. 相较于传统方法最高9 m的偏差,该方法偏差显著抑制了电磁干扰下的定位漂移,确保了近塔巡检的安全性、航线可靠性与覆盖度,满足电力巡检对厘米级 精度的实际需求.
关键词:视觉任务引导;实时动态差分(RTK)无人机;杆塔巡检;巡检航线
引文格式:温志坚, 王志, 董彦武, 茹海波, 李俊锋. 基于视觉任务引导的RTK无人机杆塔巡检航线快速规划方法[J]. 全球定位系统, 2026, 51(3): 81-89. DOI: 10.12265/j.gnss.2025166
WEN Zhijian, WANG Zhi, DONG Yanwu, RU Haibo, LI Junfeng. Rapid planning method of RTK UAV tower inspection route based on visual task guidance[J]. GNSS World of China, 2026, 51(3): 81-89. DOI: 10.12265/j.gnss.2025166
关文绘1,易年余1,成凌锋1,蔡成林2
(1.湘潭大学 数学与计算科学学院, 湘潭 411105;2.湘潭大学 自动化与电子信息学院, 湘潭 411105)
摘 要:为了评估北斗三号全球卫星导航系统(BeiDou-3 Navigation Satellite System, BDS-3)星载铷钟和星载被动型氢钟的长期性能,基于多个国际GNSS服务(International GNSS Service, IGS)分析中心提供的精密钟差产品,对BDS-3星载原子钟的频率特性与稳定性进行了系统评估,并分析了不同钟差产品对钟性能评估结果的影响.选取欧洲定轨中心(Center for Orbit Determination in Europe, CODE)、德国波兹坦地学研究中心(Geo Forschungs Zentrum, GFZ)、空间大地测量研究组(Grope de Recherche de Géodésie, GRG)、信息与分析中心(Information and Analysis Center, IAC)和武汉大学分析中心(Wuhan University Multi-GNSS Experiment Analysis Center, WUM)提供的精密钟差 产品,从拟合残差、频率准确度、稳定度及漂移率等方面展开分析.结果表明:五家机构的拟合残差的均方根误差(root mean square error, RMSE)均达亚纳秒级,且呈现周期性特征;频率准确度均达到10~12量级. 在稳定度方面,不同钟差产品下的评估结果存在一定差异,其中IAC产品对应的天稳定度最优,达7.444 2×10−15,CODE、GRG与WUM产品的日稳分别为1.631 0×10−14、1.558 2×10−14与7.240 4×10−14,GFZ产品稍逊,为1.111 1×10−13;频率漂移率方面,各机构评估得到的平均日漂均达10−19量级,以WUM产品最优,且被动型氢钟的平均日漂显著优于铷钟. 研究结果表明,不同IGS精密钟差产品会对星载原子钟性能评估的绝对数值产生一定影响,但总体变化趋 势和物理特性具有一致性.
关键词:北斗三号卫星导航系统(BDS-3);星载原子钟;分析中心;拟合残差;频率准确度;频率稳定度;频率漂移率
引文格式:关文绘, 易年余, 成凌锋, 蔡成林. 不同IGS精密钟差产品下BDS-3星载原子钟长期性能的比较[J]. 全球定位系统, 2026, 51(3): 90-104. DOI: 10.12265/j.gnss.2025139
GUAN Wenhui, YI Nianyu, CHENG Lingfeng, CAI Chenglin. Comparison of long-term performance of BDS-3 satellite clocks derived from different IGS precise clock products[J]. GNSS World of China, 2026, 51(3): 90-104. DOI: 10.12265/j.gnss.2025139
管庆林1,2,许承权1,2,王俊杰1
(1.闽江大学 地理与海洋学院, 福州 350108;2.自然资源部东南生态脆弱区监测修复工程技术创新中心, 福州 350108)
摘 要:低成本GNSS接收模块因其厘米级的实时动态差分(real time kinematic,RTK)和事后动态载波相位差分(post processed kinematic,PPK)定位精度在轻小型无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)测绘遥感行业中被广泛应用.为评估旋翼UAV机载的低成本接收模块RTK/PPK定位潜力,设计了基于四旋翼UAV的机载RTK实验,通过与测量级多频接收机RTK/PPK结果比较评估低成本接收模块的定位潜力. 结果显示,低成本接收模块的RTK定位结果与测量级双频接收机的RTK定位结果在水平方向的均方根误差(root mean square error, RMSE)为5.4 mm,垂直方向为16.6 mm,PPK定位结果在水平方向的RMSE为2.5 mm,垂直方向为4.7 mm. 研究结果为低成本接收模块在低空飞行器中的高精度测绘应用提供了实践依据.
关键词:四旋翼无人机(UAV);低成本接收模块;实时动态差分定位(RTK)技术;事后动态载波相位差分(PPK)技术;定位潜力
引文格式:管庆林, 许承权, 王俊杰. 四旋翼无人机机载低成本接收模块RTK/PPK定位潜力评估[J]. 全球定位系统, 2026, 51(3): 105-113. DOI: 10.12265/j.gnss.2025159
GUAN Qinglin, XU Chengquan, WANG Junjie. RTK/PPK positioning potential evaluation of low-cost receivers onboard quadrotor UAVs[J]. GNSS World of China, 2026, 51(3): 105-113. DOI: 10.12265/j.gnss.2025159
张云1,2,樊泽伟1,杨树瑚1,2,韩彦岭1,2,洪中华1,2
(1.上海海洋大学 信息学院, 上海 201306;2.上海海洋智能信息与导航遥感工程技术研究中心, 上海 201306)
摘 要:积雪是冰冻圈的重要组成部分,影响着陆地、海洋与大气间的能量平衡和水分交 换.本文利用2016—2018年全球导航卫星系统反射测量(Global Navigation Satellite System Reflectrometry,GNSS-R)卫星TechDemoSat-1(TDS-1)的时延多普勒图(delay-Doppler map, DDM)等数据,讨论了基于TDS-1卫星的雪密度反演. 选择不同的比例将2016—2017年的实验数据划分为训练集和验证集,使用训练集建立随机森林(random forest,RF)、极端梯度增强等机器学习算法和卷积神经网络深度学习算法雪密度反演模型,通过验证集评估模型性能. 实验结果表明RF具有最佳反演性能,且训练集/验证集比例为7∶3时性能最佳,其平均绝对误差(mean absolute error,MAE) 为18.021 5 kg/m3,均方根误差(root mean square error,RMSE)为28.700 4 kg/m3,决定系数R 2为0.818 5. 在此基础上,以2018年数据作为测试集对建立的RF模型的泛化性能进行评估,MAE为42.690 9 kg/m3,RMSE为54.438 0 kg/m3,R 2为0.285 9. 将特征参量分为三类,沙普利加性分析(Shapley additive explanation, SHAP)和消融实验的结果表明,TDS-1特征量在反演模型当中起到了主要作用,雪层温度和风速等环境特征量起到了重要的辅助作用,TDS-1衍生特征量进一步提高了模型的精度 . 分析显示,数据量分布直接影响了模型的性能,模型在数据比例最大的150~250 kg/m3雪密度区间的反演精度最佳. 实验结果证明了基于TDS-1卫星数据反演雪密度的可行性,为雪密度反演研究提供了新的思路.
关键词:全球导航卫星系统反射测量(GNSS-R);TechDemoSat-1(TDS-1);时延多普勒图(DDM);雪密度;机器学习
引文格式:张云, 樊泽伟, 杨树瑚, 韩彦岭, 洪中华. 基于TDS-1数据的积雪密度反演研究[J].全球定位系统,2026,51(3):114-125. DOI: 10.12265/j.gnss.2025148
ZHANG Yun, FAN Zewei, YANG Shuhu, HAN Yanling, HONG Zhonghua. Research on snow density inversion based on TDS-1 data[J]. GNSS World of China, 2026, 51(3): 114-125. DOI: 10.12265/j.gnss.2025148
吴雪冬1,2,毛欣1,2
(1.浙江华勘空间信息有限公司, 杭州 310023;2.浙江省测绘科学技术研究院, 杭州 311121)
摘 要:城市土地资源利用类型分析过程中,往往通过卫星遥感图像边缘分割获取分类结果,其包含的地理空间数据分辨率较低,导致最终分类结果的Kappa系数较低. 因此,提出基于无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)测绘图像边缘分割算法的城市土地资源利用分类方法. 利用UAV设备采集城市土地资源区域的测绘图像,以此完成小波域阈值去噪、自适应中值滤波和自适应Wiener滤波,去除图像中的高斯与脉冲混合噪声. 将UAV测绘图像均分为多个小块,分别完成灰度非线性变换处理,实现原始图像的增强. 针对预处理后的UAV测绘图像,运用窗口灰度加权算法提取图像边缘特征,再通过低秩重构网络完成测绘图像边缘分割处理. 设计以支持向量机(support vector machine, SVM)为核心的分类识别算法,对每个土地资源分割区域进行判断,得到最终的城市土地资源利用分类结果. 实验结果表明:该方法给出分类结果的Kappa系数超过了0.85,极大提升了土地资源利用分类的准确程度.
关键词:无人机(UAV) 测绘图像;边缘分割;组合滤波;影像增强;神经网络;土地利用
引文格式:吴雪冬, 毛欣. 基于无人机测绘图像边缘分割算法的城市土地资源利用分类[J]. 全球定位系统,2026,51(3):126-131. DOI: 10.12265/j.gnss.2025184
WU Xuedong, MAO Xin. Urban land use classification based on UAV mapping image edge segmentation algorithm[J]. GNSS World of China, 2026, 51(3): 126-131. DOI: 10.12265/j.gnss.2025184
张奋1,2,贾小林1,2,王成宾1,2,宗文鹏1,2,陈张雷1,2
(1.空间基准国家重点实验室, 西安 710054;2.西安测绘研究所, 西安 710054)
摘 要:惯性导航作为现代精确导航、制导与控制系统的核心技术,可为用户提供速度、位 置、航向和姿态等信息,是构建国家综合定位、导航与授时(position, navigation and timing, PNT)体系的必要技术手段之一. 陀螺仪作为惯性导航系统(inertial navigation system, INS)的核心器部件,对系统的精度起着重要决定性作用,并且陀螺仪的技术发展很大程度上决定了INS的技术发展,从精度、体系、成本等方面持续推动惯性导航技术发展. 本文分析了几种应用广泛、发展潜力大的陀螺仪技术现状,梳理总结了陀螺仪的发展技术体系,在此基础上分析提出当前所存在的主要问题,并预测其未来发展趋势,可为我国陀螺仪技术发展提供借鉴和部分技术参考.
关键词:惯性导航技术;定位、导航与授时(PNT) 体系;惯性导航系统(INS);陀螺仪;发展趋势
引文格式:张奋, 贾小林, 王成宾, 宗文鹏, 陈张雷. 惯性导航用陀螺仪现状与发展趋势分析[J]. 全球定位系统,2026,51(3):132-138. DOI: 10.12265/j.gnss.2026185
ZHANG Fen, JIA Xiaolin, WANG Chengbin, ZONG Wenpeng, CHEN Zhanglei. Current status analysis and trends prediction in gyroscope technology[J]. GNSS World of China, 2026, 51(3): 132-138. DOI: 10.12265/j.gnss.2026185
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