GNSS clock corrections densification at SHAO: from 5 min to 30 s

High frequency multi-GNSS zero-difference applications like Precise Orbit Determination(POD)for Low Earth Orbiters(LEO)and high frequency kinematic positioning require corresponding high-rate GNSS clock corrections.The determination of the GNSS clocks in the orbit determination process is time consuming,especially in the combined GPS/GLONASS processing.At present,a large number of IGS Analysis Centers(AC)provide clock corrections in 5-min sampling and only a few ACs provide clocks in 30-s sampling for both GPS and GLONASS.In this paper,an efficient epoch-difference GNSS clock determination algorithm is adopted based on the algorithm used by the Center for Orbit Determination in Europe(CODE).The clock determination procedure of the GNSS Analysis Center at Shanghai Astronomical Observatory(SHAO)and the algorithm is described in detail.It is shown that the approach greatly speeds up the processing,and the densified 30-s clocks have the same quality as the 5-min clocks estimated based on a zero-difference solution.Comparing the densified 30-s GNSS clocks provided by SHAO with that of IGS and its ACs,results show that our 30-s GNSS clocks are of the same quality as that of IGS.Allan deviation also gives the same conclusion.Further validation of the SHAO 30-s clock product is performed in kinematic PPP and LEO POD.Results indicate that the positions have the same accuracy when using SHAO 30-s GNSS clocks or IGS(and its AC)finals.The robustness of the algorithm and processing approach ensure its extension to provide clocks in 5-s or even higher frequencies.The implementation of the new approach is simple and it could be delivered as a black-box to the current scientific software packages.     

医疗机器人双目视觉硬件系统设计与实现

根据双目视觉定位原理,通过分析系统各部件的工作原理和医疗机器人手术导航的实际需求,结合市场供货情况,提出了一种适用于医疗机器人手术导航定位的双目视觉硬件系统设计方法。采用该方法设计的双目视觉定位系统进行了手术导航模拟实验,结果表明：该系统可以辅助医疗机器人完成手术规划,定位精度可以达到2 mm,能够满足临床应用要求。     

光学测量装置在轴孔内的同轴定位机构

为了克服现有技术存在的不足,实现光学测量装置在轴孔内的高精度测量,提出了一种新的轴孔内的同轴定位机构装置。根据机械技术领域的三点定心原理及六点定轴原理,利用机构中2个涨套的6个弹性爪与轴孔机械轴进行点接触,由于与轴孔内壁接触都是刚性接触,能够承受较大负荷从而实现光学测量装置光轴与轴孔机械轴的精密重合,达到高精度的定位及保持高精度的同轴状态。定位机构在实际中得到了很好的应用,理论和实践证明此定位机构能够很好地实现光学测量装置在轴孔内的高精度定位,精度能够达到10″以内,从而起到光学测量装置测量机构轴线的作用。     

一种全球定位系统接收机单点定位的新算法及数值试验

借助于Bancroft方法快速决定全球定位系统中接收机的大概位置，可作为观测方程线性化的初值.采用最小二乘法来求解方程时，观测数据存在较大误差(即出现粗差)的情况下，最小二乘解会出现不稳定性，即问题呈不适定性.为了克服解的不适定性，引入了正则化方法，采用正则化方法及正则化参数最优选择来提高抗粗差能力.实验结果表明，利用这种定位方法的抗粗差能力有一定的改进，这对实时、快速定位有重要意义. 关键词： 全球定位系统 Bancroft方法 最小二乘法 正则化     

机器人圆形焊缝三维定位方法

自动化寻迹焊接过程中有许多焊缝为圆形,在焊缝特征点的坐标确定以后如何确定圆形焊缝的中心轨迹线是至关重要的.利用空间解析几何的原理,结合最小二乘法,既利用焊缝的已知信息又利用了实时监测点的信息,给出了圆形焊缝三维空间中心位置的确定方法.实验表明,该方法具有较高的精度和较强的实用性.     

软件抗距离模糊技术在异步水声跟踪定位中的应用分析

异步水声定位系统可在目标信号发射时刻未知时对目标跟踪定位,此时发射和接收时钟存在固定时差。对于基于时延测量的长基线异步定位系统,当信号传播时延大于脉冲重复周期时,就会出现距离模糊。本文提出了在异步水声跟踪定位系统中软件抗模糊的思想,探讨了一种利用目标参考位置抗模糊的算法。从异步定位模型出发,得出等价的抗模糊准则,依据准则推导了算法及相应的参考位置取值范围,分析并克服了固定时差对算法的影响。海试结果验证了算法的可行性和有效性。     

太阳能自动跟踪系统的探索与实验

介绍了“多元法”太阳自动跟踪系统的原理，并就其实现的可能性进行了探索，模拟试验结果证明该系统是可行的。     

惯性定位系统的卡尔曼滤波器设计

本文讨论陆用惯性定位系统零速修正卡尔曼滤波器的设计问题。关于这个问题,自从20世纪80年代初期以来,已有不少文章发表。本文与文献中的各种方法相比较,不仅考虑了陀螺漂移的常值分量,而且考虑了斜坡分量,因此,更能适应于零速修正时间间隔较长的情况。文中,首先推导了陆用惯性系统的增广误差状态模型。其次,利用三个相邻时刻的零速误差构造了观测向量模型。第三,在前述基础上设计了离散的线性卡尔曼滤波器;特别地,对初始状态向量及其协方差矩阵的估计,提出了具体的实施方法。最后,给出了在北京郊区实地跑车试验结果的误差曲线。跑车实验所用系统由导航误差3.7km/h的航空惯性导航系统改装。实践表明：利用本文的卡尔曼滤波器进行零速修正,可提高惯性系统定位精度两个数量级以上。     

二维表面声源模拟GPS实验算法的讨论

对实验的数据处理的方法进行讨论,将多种非线性方程组的数值解法应用于最终定位点的求解,给出不同算法结果的比较。     

基于激光测速仪的高精度定位定向技术

基于激光测速仪的工作原理、测量特性,结合惯性导航系统的工作特点,提出一种实现车体自主高精度定位定向的组合方法。推导了用于车载组合定位定向的三波束激光测速仪误差模型,结合捷联惯导误差模型,选取了组合卡尔曼滤波器状态量,并推导了组合导航量测模型。最后针对这种基于激光测速仪的组合定位定向方法进行了仿真计算,列出了相关计算结果,仿真结果验证了这种方法的正确性。