时间跨度对GPS坐标序列噪声模型及速度估计影响分析 被引量：23

1

作者 贺小星 花向红 +2 位作者 鲁铁定 余科根 宣伟 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期12-18,共7页

选取全球范围内72个基准站的坐标序列,采用改进的赤池信息量准则、贝叶斯信息量准则对不同噪声模型组合进行噪声分析,得到基准站坐标序列的最优噪声模型及速度参数,探讨时间序列跨度对噪声模型及速度估计的影响。结果表明,基准站坐标序... 选取全球范围内72个基准站的坐标序列,采用改进的赤池信息量准则、贝叶斯信息量准则对不同噪声模型组合进行噪声分析,得到基准站坐标序列的最优噪声模型及速度参数,探讨时间序列跨度对噪声模型及速度估计的影响。结果表明,基准站坐标序列噪声模型不能由单一的噪声模型表述,其呈现出多样性特征,主要表现为幂律噪声、高斯马尔科夫噪声、闪烁噪声+白噪声特征,且三坐标分量表现出不同的噪声特性;随着时间跨度的增加,坐标时间序列的最优噪声模型、GPS站速度及其不确定度逐渐由发散趋于收敛,随机游走噪声模型的比重有所增加。结果表明10 a以上的时间跨度是较为理想的噪声模型估计尺度。 展开更多

关键词 时间序列分析 噪声模型估计 速度不确定性 赤池信息量准则 贝叶斯信息量准则

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顾及运动约束的自适应UWB/IMU组合定位方法

2

作者 朱飞洋 余科根 +1 位作者 林贻若 张继悦 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2024年第4期23-33,共11页

针对室内复杂环境下超宽带(UWB)距离测量容易受到信号非视距(NLOS)传播影响以及UWB/惯性测量单元(IMU)组合定位系统不稳定的问题,该文提出了一种基于模糊自适应滤波的改进型UWB/IMU组合定位方法。通过构建运动约束条件并采用卡尔曼滤波,... 针对室内复杂环境下超宽带(UWB)距离测量容易受到信号非视距(NLOS)传播影响以及UWB/惯性测量单元(IMU)组合定位系统不稳定的问题,该文提出了一种基于模糊自适应滤波的改进型UWB/IMU组合定位方法。通过构建运动约束条件并采用卡尔曼滤波,对UWB原始距离测量值进行实时处理,能够有效解决UWB距离测量值缺失、异常情况以及减小NLOS误差。在数据融合阶段,提出基于模糊自适应滤波的数据融合策略,由预测残差向量构造统计量,基于模糊推断系统计算自适应因子,最终实现高精度的UWB/IMU自适应组合定位。典型室内场景的动态定位实验结果表明,提出方法的定位轨迹与真实轨迹吻合度高,90%的径向位置误差在0.25 m以内,且其均值仅为0.128 m,定位精度优于其他三种方法。 展开更多

关键词 UWB/IMU组合定位 运动约束 NLOS误差 自适应因子 模糊自适应滤波

原文传递

一种基于GWO-BP神经网络的RSSI测距算法

3

作者 林贻若 余科根 +1 位作者 朱飞洋 布金伟 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期1564-1573,共10页

近些年来,基于接收信号强度指示(RSSI)测距的研究受到了广泛的关注,特别是在物联网和室内定位领域。精准的距离估计是基于测距方法实现高精度定位的基础,但由于存在测量噪声和多路径效应的影响,RSSI信号具有很强的波动性,从而导致RSSI... 近些年来,基于接收信号强度指示(RSSI)测距的研究受到了广泛的关注,特别是在物联网和室内定位领域。精准的距离估计是基于测距方法实现高精度定位的基础,但由于存在测量噪声和多路径效应的影响,RSSI信号具有很强的波动性,从而导致RSSI与空间真实物理距离之间的映射关系具有不均匀的特点。为了增强RSSI与真实物理距离之间的映射关系,提高RSSI测距的精度,本文基于反向传播(BP)神经网络和灰狼优化(GWO)算法,提出了一种基于GWO-BP神经网络的RSSI测距算法。GWO算法相比于粒子群优化算法(PSO)、遗传算法(GA)、差分演化(DE)、进化编程(EP)、进化策略(ES)具有更快收敛速度和更强稳定性的特点。此外,本文通过开发的手机软件采集实测数据,通过在两个不同的环境内进行试验。结果表明,基于路径损耗模型(PLM)测距的均方根误差(RMSE)分别为2.218、2.059 m,传统BP神经网络测距算法的RMSE分别为1.541、1.551 m,基于GA算法优化BP神经网络测距算法的RMSE分别为1.269、1.201 m,本文提出的GWO-BP神经网络测距算法的RMSE分别为1.054、0.833 m;结果表明本文算法测距精度更高,稳健性更好。 展开更多

关键词 路径损耗模型 优化算法 BP神经网络 RSSI测距 室内定位

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融合星载GNSS-R数据和多变量参数全球海洋有效波高深度学习反演法

4

作者 布金伟 余科根 +4 位作者 汪秋兰 李玲惠 刘馨雨 左小清 常军 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期1321-1335,共15页

星载GNSS-R作为一种新兴的观测方法,最近被应用于有效波高反演。现有研究通常使用从延迟多普勒图中提取的特征值以构建经验地球物理模型函数反演SWH。然而,使用多个变量参数作为模型输入具有很大挑战。为此,本文提出了一个融合星载GNSS-... 星载GNSS-R作为一种新兴的观测方法,最近被应用于有效波高反演。现有研究通常使用从延迟多普勒图中提取的特征值以构建经验地球物理模型函数反演SWH。然而,使用多个变量参数作为模型输入具有很大挑战。为此,本文提出了一个融合星载GNSS-R数据和多变量参数反演全球海面SWH的深度学习网络模型(GloWH-Net)。为了验证本文模型的性能,ERA5、WaveWatchⅢ和AVISO SWH数据被用作广泛测试的参考数据,以评估GloWH-Net模型和先前模型(即经验模型和机器学习模型)的SWH反演性能。结果表明,当分别使用ERA5、WaveWatchⅢ和AVISO SWH作为参考值时,所提的GloWH-Net模型反演SWH的均方根误差分别为0.330、0.393和0.433 m,相关系数分别为0.91、0.89和0.84。相比基于最小方差估计器的经验组合模型反演SWH的均方根误差分别降低了53.45%、48.06%和40.63%;相比袋装树机器学习模型反演SWH的均方根误差分别降低了21.92%、18.72%和4.47%。表明了本文方法在反演全球海面SWH方面具有显著优势。 展开更多

关键词 GNSS-R 延迟多普勒图 海洋有效波高 经验模型 深度学习模型

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一种基于双频Wi-Fi信息的三维室内定位算法

5

作者 段肖铭 余科根 林贻若 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2023年第12期20-28,共9页

针对传统Wi-Fi室内定位系统存在的数据冗余度高和楼层识别精度低两个问题,该文提出了一种基于双频Wi-Fi信息和AP选择的三维室内定位系统FI_EWKNN,定位系统包含楼层识别和平面定位两个模块。楼层识别模块通过分析双频RSSI分布特征构建置... 针对传统Wi-Fi室内定位系统存在的数据冗余度高和楼层识别精度低两个问题,该文提出了一种基于双频Wi-Fi信息和AP选择的三维室内定位系统FI_EWKNN,定位系统包含楼层识别和平面定位两个模块。楼层识别模块通过分析双频RSSI分布特征构建置信区间指纹库,计算接收RSSI在各个楼层的置信度便可确定目标楼层,确定楼层后根据AP互信息筛选目标楼层质量较好的AP,最后利用EWKNN获得最终定位结果。实验结果表明,在大型复杂的室内场景下,提出的基于双频Wi-Fi信息的楼层识别准确率显著优于现有的单频Wi-Fi方法,识别准确率为98.6%。同时,与KNN,WKNN,E-WKNN算法相比,提出的定位算法在平均定位精度上分别提高了0.946m、0.845m和0.574m,有效提高了定位精度。 展开更多

关键词 室内定位 三维定位 双频Wi-Fi 楼层识别 AP选择

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一种使用卫星反射信号探测海冰分布新方法 被引量：4

6

作者 朱勇超 邹进贵 余科根 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期1472-1477,共6页

利用TechDemoSat-1低轨道卫星采集的卫星反射信号生成的时延多普勒图(delay-doppler map,DDM)探测北极格陵兰岛(Greenland)地区的海冰分布。由于卫星散射信号在海冰和海水上分别遵循相干散射和漫散射模型,与海水相比,海冰的时延多普勒... 利用TechDemoSat-1低轨道卫星采集的卫星反射信号生成的时延多普勒图(delay-doppler map,DDM)探测北极格陵兰岛(Greenland)地区的海冰分布。由于卫星散射信号在海冰和海水上分别遵循相干散射和漫散射模型,与海水相比,海冰的时延多普勒图扩散较少,所以从海水到海冰的过渡会导致时延多普勒图中高于一定能量值的像素数量减小。提出了一种基于相邻DDM像素数量比值的检测方法,通过采用一定阈值来区分海冰和海水的时延多普勒图,用于分析格陵兰岛地区海冰的分布情况。还利用多期数据分析了格陵兰岛地区海冰分布随时间的变化。通过与美国国家冰雪数据中心提供的数据比对,利用数学统计方法对本文提出的方法性能进行了评估。结果显示,该方法的判断成功率可以达到98.76%~99.21%,整体评估成功率约为99.09%。 展开更多

关键词 卫星反射信号 时延多普勒图(DDM) 像素数量比值 TechDemoSat-1 海冰分布 GNSS遥感

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时变多变量系统阶次和参数的同时辨识

7

作者 余科根 《江西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 1996年第4期355-359,共5页

通过引进时变遗忘因子，该文提出了一种时变多变量系统结构和参数的同时辨识算法，该算法结构简单，跟踪参数变化速度快。

关键词 时变遗忘因子 时变多变量系统 阶次辨识

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基于邻近点特征的地磁室内定位方法及性能分析 被引量：1

8

作者 郝廉效 余科根 林贻若 《导航定位与授时》 CSCD 2022年第3期100-106,共7页

地磁室内定位以其成本低、适用范围广、复杂度低的特点而受到广泛关注。然而,它的定位精度不稳定,且指纹采集工作量较大。因此,提出了一种基于磁场信息的邻近点特征,可由指纹数据求得,特征范围是0~1。经实验证明,邻近点特征与定位精度... 地磁室内定位以其成本低、适用范围广、复杂度低的特点而受到广泛关注。然而,它的定位精度不稳定,且指纹采集工作量较大。因此,提出了一种基于磁场信息的邻近点特征,可由指纹数据求得,特征范围是0~1。经实验证明,邻近点特征与定位精度呈正相关关系。邻近点特征越大的测试点定位误差越小,定位准确率越高。邻近点特征均值越大的室内区域定位误差越小。结合邻近点特征与快速构建指纹库的方法,可以实现对室内区域定位精度的预判,为室内区域定位方法的选择提供依据。针对邻近点特征较大的室内区域,提出了使用插值算法以减少指纹库的采集量。在实验中,仅采集原有指纹点的29.6%依然具有较好的定位表现,对定位精度的影响较小。使用邻近点特征可以极大地提高地磁室内定位的效率。 展开更多

关键词 地磁场 室内定位 定位误差 邻近点数 特征提取

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基于PDR和磁场匹配的智能手机室内定位 被引量：2

9

作者 曹峻 余科根 文铠 《导航定位与授时》 2020年第6期45-52,共8页

目前,基于磁场的室内定位方法存在指纹采集无法快速建库的问题,导致匹配特征较少、无法快速进行匹配操作和航向角估计精度低。基于磁场梯度的快速近似,使用高斯牛顿迭代方法结合通过PDR测量的轨迹进行磁场轮廓匹配定位,提高了单点磁场... 目前,基于磁场的室内定位方法存在指纹采集无法快速建库的问题,导致匹配特征较少、无法快速进行匹配操作和航向角估计精度低。基于磁场梯度的快速近似,使用高斯牛顿迭代方法结合通过PDR测量的轨迹进行磁场轮廓匹配定位,提高了单点磁场指纹的可分辨性。基于步态模型的更新用作测量信息以改善C-INS的导航性能,提出了一种基于捷联惯性导航系统的行人航位推算算法。基于MFS参考位置,使用扩展Kalman滤波器控制PDR惯性导航的位置漂移误差,进一步提高了轨迹轮廓的精度。测试结果表明,该算法可以获得更好的位置估计和航向估计结果。 展开更多

关键词 磁场匹配 行人航位推算 惯性导航

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系统参数与结构及其噪声方差的同时估计

10

作者 余科根 《南昌大学学报（工科版）》 CAS 1997年第3期42-44,53,共4页

给出了系统噪声与参数及结构的在线同时辨识算法采用递推最小二乘ＵＤ分解技术，对新的增广数据阵进行ＵＤ分解，在每步递推中可同时获得系统结构、参数及噪声方差的估计值该算法结构简单。

关键词 噪声方差 估计 结构辨识 系统结构 系统参数

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一种双星故障条件下RAIM可用性评估的改进方法

11

作者 马下平 余科根 +2 位作者 贺小星 严丽 赵立都 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2022年第9期931-937,共7页

在总结已有的RAIM可用性评估的矩阵最大特征值方法(MMEM)基础上,改进已有的双星故障条件下RAIM可用性方法中的数学模型,提出RAIM可用性评估的极大值方法(MM)。基于给定的完好性风险参数和国际GNSS监测评估系统(IGMAS)提供的2020-09-06... 在总结已有的RAIM可用性评估的矩阵最大特征值方法(MMEM)基础上,改进已有的双星故障条件下RAIM可用性方法中的数学模型,提出RAIM可用性评估的极大值方法(MM)。基于给定的完好性风险参数和国际GNSS监测评估系统(IGMAS)提供的2020-09-06中国境内8个跟踪站的BDS实测数据,利用2种方法计算双星故障条件下水平保护级别(HPL),比较并分析2种方法在双星故障条件下BDS的RAIM可用性性能。结果表明,在中国境内,MMEM除在非精密进近(NPA)计算的RAIM可用性不及MM外,整体可用性高于MM,但MM耗时较少;MM计算的可用性能够完全满足航路和远洋2个阶段,MMEM计算的可用性可以完全满足终端、航路和远洋3个阶段;基于MM的RAIM可用性评估方法理论严密、数学模型简单、易于进行程序设计,是除MMEM外的另一种RAIM可用性评估方法。 展开更多

关键词 双星故障 接收机自主完好性监测可用性 极大值方法 矩阵最大特征值方法 水平保护级别

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基于熵函数的点云变形可靠性评价指标确定

12

作者 陈西江 章涛 +3 位作者 花向红 吴浩 余科根 安庆 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2018年第4期402-406,共5页

本文对三维激光扫描测距、测角及配准误差进行分析,利用信息熵的定义给出误差熵模型,并根据误差熵和误差极值的关系,确定变形提取可靠性评价指标。最终通过边坡变化状况进行分析,确定该方法的有效性。

关键词 变形可靠性评价指标 误差熵 TLS 滑坡

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星载GNSS-R海浪有效波高反演模型构建 被引量：6

13

作者 布金伟 余科根 韩帅 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期1920-1930,共11页

海浪有效波高是描述海况的重要参数,在海浪和海洋动力学的预测中起着重要的作用。然而,卫星雷达高度计和浮标等传统方法难以实现高时空分辨率的SWH估计。星载GNSS-R为估计SWH提供了一种思路。本文提出了一种基于归一化积分延迟波形反演... 海浪有效波高是描述海况的重要参数,在海浪和海洋动力学的预测中起着重要的作用。然而,卫星雷达高度计和浮标等传统方法难以实现高时空分辨率的SWH估计。星载GNSS-R为估计SWH提供了一种思路。本文提出了一种基于归一化积分延迟波形反演星载GNSS-R海浪SWH的方法。首先,对星载GNSS-R延迟多普勒图进行去噪处理和数据过滤以便对DDM数据进行严格质量控制。然后,从DDM中提取NIDW,并基于NIDW计算4个GNSS-R观测值(即归一化积分时延波形的前沿斜率和前沿波形值之和,归一化积分时延波形的后沿斜率和后沿波形值之和)。随后,基于这4个观测值建立了星载GNSS-R海浪SWH反演经验模型。最后,分别将ERA5和AVISO SWH数据产品作为验证数据,并将反演模型的SWH估计结果与ERA5和AVISO SWH数据产品进行比较和分析。试验结果表明,当采用ERA5 SWH数据作为验证数据时,4个观测值反演SWH的均方根误差和相关系数分别优于0.66 m和0.65;当采用AVISO SWH数据作为验证数据时,4个观测值反演SWH的均方根误差和相关系数分别优于0.68 m和0.70。进一步表明了本文建模方法在星载GNSS-R SWH估计方面具有可行性和可靠性。 展开更多

关键词 GNSS-R 延迟多普勒图 归一化积分时延波形 有效波高 经验模型

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星载GNSS-R海冰检测与海冰密集度反演方法研究 被引量：3

14

作者 朱勇超 邹进贵(指导) +1 位作者 余科根(指导) Jens Wickert(指导) 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第12期1643-1643,共1页

全球导航卫星系统反射(GNSS-R)是一种低成本的新兴遥感技术,其研究开始于20世纪90年代。该技术可以通过分析卫星导航系统(如GPS、GLONASS、Galileo和北斗等)的反射信号获取一系列的地球物理参数,具备低成本、低功耗、高时间分辨率、受... 全球导航卫星系统反射(GNSS-R)是一种低成本的新兴遥感技术,其研究开始于20世纪90年代。该技术可以通过分析卫星导航系统(如GPS、GLONASS、Galileo和北斗等)的反射信号获取一系列的地球物理参数,具备低成本、低功耗、高时间分辨率、受气象条件影响小等优点。低地球轨道卫星以其覆盖面广、运行速度快等优点使星载GNSS-R成为当前的研究热点。2014年7月由英国执行的TechDemoSat-1(TDS-1)项目为星载GNSS-R的研究提供了宝贵的数据,本文就是利用TDS-1的数据研究星载GNSS-R技术在海冰遥感方面的应用。本文系统研究了星载GNSS-R海冰检测与海冰密集度反演的理论与方法,内容涵盖反射信号处理,海冰散射模型、数据质量控制、时延多普勒图特征值提取、基于GNSS-R特征值的海冰检测和海冰密集度反演等多个方面。具体内容如下。 展开更多

关键词 海冰检测 全球导航卫星系统 高时间分辨率 特征值提取 反射信号 散射模型 数据质量控制 遥感技术

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