多傳感器輔助的GNSS姿態(tài)測(cè)量完好性監(jiān)測(cè)研究

在過(guò)去的三年中，全球衛(wèi)星導(dǎo)航進(jìn)入了迅猛的發(fā)展期，特別是中國(guó)北斗系統(tǒng)，其在軌可用衛(wèi)星數(shù)目不斷增加，服務(wù)功能不斷增強(qiáng)，不同星座系統(tǒng)的兼容與互操作性得到進(jìn)一步加強(qiáng)。本項(xiàng)目的研究對(duì)象是基于姿態(tài)測(cè)量的GNSS/多傳感器完好性監(jiān)測(cè)理論和方法，這也是目前已知的首次將定位域RAIM思想拓展到姿態(tài)測(cè)量的完好性監(jiān)測(cè)（即測(cè)姿域RAIM）。通過(guò)三年研究，提出了一些新的概念和方法，做出了有益的探索和嘗試，達(dá)到了預(yù)期研究目標(biāo)。主要研究進(jìn)展和成果包括： 1、初步形成姿態(tài)測(cè)量RAIM的模型框架和參數(shù)評(píng)估。引入姿態(tài)質(zhì)量測(cè)度AQM、最大姿態(tài)允許警報(bào)率、最小檢測(cè)概率、保護(hù)水平、殘差閾值等，對(duì)于GNSS及傳感器組合測(cè)姿的載波差分界定問(wèn)題，提供一種新的思路。 2、深入分析多星座GNSS姿態(tài)測(cè)量RAIM算法和關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)于多星座GNSS姿態(tài)測(cè)量技術(shù)不是新題目，而本研究側(cè)重于結(jié)合RAIM算法的姿態(tài)測(cè)量，從兩點(diǎn)著手：一是在局部區(qū)域衛(wèi)星數(shù)目的瞬間變化及DOP值突變，對(duì)載波觀測(cè)及整周模糊度解算的影響，采用了星座預(yù)測(cè)技術(shù)以增強(qiáng)完好性監(jiān)測(cè)在盲點(diǎn)區(qū)域的監(jiān)測(cè)及恢復(fù)能力，提高了姿態(tài)完好性監(jiān)測(cè)的自適應(yīng)能力；二是經(jīng)過(guò)理論分析，提出基于模糊度函數(shù)法的姿態(tài)測(cè)量完好性監(jiān)測(cè)算法。 3、構(gòu)建慣導(dǎo)/電子羅盤輔助的GNSS測(cè)姿RAIM原型系統(tǒng)和算法研究，使得前面探討的概念、算法有一個(gè)依托和可實(shí)現(xiàn)的對(duì)象。提出一種Multispeed SINS算法并仿真實(shí)現(xiàn)，開(kāi)展多源傳感器融合方式下的姿態(tài)完好性監(jiān)測(cè)濾波技術(shù)與評(píng)估，取得較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 4、提出一種面向RAIM基于FPGA的GNSS/INS組合系統(tǒng)的時(shí)間同步技術(shù)。它可有效消除導(dǎo)航傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)之間的時(shí)間誤差，為INS和輔助導(dǎo)航傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)添加時(shí)間標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)的組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)同步精度。 其他成果還有獲得上海市人才發(fā)展資金資助1項(xiàng)，申請(qǐng)發(fā)明專利1項(xiàng)，出版收錄論文3篇，其中一篇SCI的影響因子達(dá)到1.5，與其他課題組一起培養(yǎng)研究生3人。

衛(wèi)星導(dǎo)航發(fā)展的顯著特征是多GNSS系統(tǒng)角逐并存：新系統(tǒng)建立、老系統(tǒng)升級(jí)換代、系統(tǒng)級(jí)兼容互操作需求強(qiáng)烈。GNSS完好性監(jiān)測(cè)包括星基、陸基增強(qiáng)和用戶接收機(jī)自主完好性監(jiān)測(cè)技術(shù)（RAIM），其中RAIM 具有靈活、可靠、硬件代價(jià)小而受到青睞。隨著新一代導(dǎo)航、空中交管技術(shù)的發(fā)展和需求，本課題首次將定位域RAIM思想拓展到姿態(tài)測(cè)量的完好性監(jiān)測(cè)（即測(cè)姿域RAIM），以期解決GNSS及傳感器組合測(cè)姿的潛在問(wèn)題。研究目的是利用多導(dǎo)航星座系統(tǒng)和多傳感器源，研究測(cè)姿域RAIM基本理論和方法，提出對(duì)應(yīng)的驗(yàn)證手段和指標(biāo)，提高導(dǎo)航與姿態(tài)測(cè)量精度和可用性。研究?jī)?nèi)容涵蓋測(cè)姿域RAIM 基本概念原理、多星座GNSS 姿態(tài)測(cè)量及其完好性監(jiān)測(cè)、多傳感器輔助GNSS 姿態(tài)測(cè)量及其完好性監(jiān)測(cè)。預(yù)期目標(biāo)是構(gòu)建姿態(tài)測(cè)量完好性理論體系，掌握其在多星座和多傳感器融合系統(tǒng)中仿真與試驗(yàn)技術(shù)。

本書(shū)是作者在GNSS變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理與高邊坡變形分析方面的研究成果，主要內(nèi)容包括GNSS定位數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)、整周模糊度估計(jì)、單歷元變形監(jiān)測(cè)方法、非線性變形預(yù)測(cè)與變形穩(wěn)定性分析方法，以及所闡述理論方法在高邊坡工程中的應(yīng)用研究。 2100433B

《GNSS工程控制測(cè)量技術(shù)與應(yīng)用/技術(shù)專著系列》圍繞GNSS工程控制測(cè)量技術(shù)與應(yīng)用這一主題，系統(tǒng)總結(jié)了外有關(guān)GNSS工程控制測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)、測(cè)量實(shí)施及數(shù)據(jù)處理研究成果，其中也包括了作者在工程實(shí)踐中的研究成果和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，全書(shū)體現(xiàn)了密切結(jié)合工程實(shí)際兼具鮮明的應(yīng)用性特點(diǎn)。全書(shū)共分11個(gè)章節(jié)，內(nèi)容涉及GNSS基本測(cè)量原理、GNSS工程控制測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)、GNSS測(cè)量誤差、工程測(cè)量坐標(biāo)系建立關(guān)鍵技術(shù)、基線解算、網(wǎng)平差與聯(lián)合平差、GNSS高程測(cè)量、GNSS變形監(jiān)測(cè)、RTK控制測(cè)量等方面。

《GNSS工程控制測(cè)量技術(shù)與應(yīng)用/技術(shù)專著系列》既可作為工程測(cè)量技術(shù)人員的參考用書(shū)，亦可供從事G：NSS工程技術(shù)研究、測(cè)繪生產(chǎn)的科技人員參閱。

第一章 步行友好性發(fā)展概述

第一節(jié) 發(fā)展背景

第二節(jié) 研究目的與意義

第三節(jié) 相關(guān)概念辨析

第四節(jié) 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)

第五節(jié) 研究方法、研究?jī)?nèi)容與研究框架

第二章 與步行友好性相關(guān)的理論思考、政策措施與評(píng)價(jià)方法

第一節(jié) 與步行友好性相關(guān)的理論

第二節(jié) 與步行友好性相關(guān)的設(shè)計(jì)指引與街道設(shè)計(jì)手冊(cè)

第三節(jié) 對(duì)步行友好性的評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)

第四節(jié) 對(duì)武漢市住區(qū)步行友好性相關(guān)指標(biāo)的界定和測(cè)度

第五節(jié) 本章小結(jié)

第三章 武漢市住區(qū)步行友好性案例研究

第一節(jié) 武漢現(xiàn)代城市住區(qū)步行體系歷史發(fā)展脈絡(luò)與研究樣本

第二節(jié) 研究重點(diǎn)

第三節(jié) 數(shù)據(jù)采集與分析

第四節(jié) 本章小結(jié)

第四章 武漢市住區(qū)與國(guó)外其他城市的步行友好性比較研究

第一節(jié) 武漢與美國(guó)奧斯汀的比較研究

第二節(jié) 武漢與英國(guó)倫敦的比較

第三節(jié) 武漢與日本東京的比較研究

第四節(jié) 武漢與柯布西耶的理想城比較

第五節(jié) 對(duì)典型城市道路連通性的研究

第六節(jié) 本章小結(jié)

第五章 實(shí)現(xiàn)步行友好的武漢城市住區(qū)設(shè)計(jì)策略

第一節(jié) 武漢現(xiàn)有優(yōu)勢(shì)與存在的問(wèn)題

第二節(jié) 國(guó)外城市對(duì)武漢市的啟示

第三節(jié) 武漢市住區(qū)步行友好性設(shè)計(jì)策略

第六章 結(jié)論與展望

第一節(jié) 結(jié)論

第二節(jié) 創(chuàng)新點(diǎn)

第三節(jié) 未來(lái)研究展望

參考文獻(xiàn)

附錄A 武漢市居住區(qū)居民步行滿意度調(diào)查表

附錄B 澳大利亞步行審查工具

后記2100433B