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顾及偏移参数先验信息的海底控制点贝叶斯估计模型
被引量：
4
1
作者
马越原
杨元喜
+1 位作者
曾安敏
许扬胤
《武汉大学学报（信息科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期1465-1472,共8页
在全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)/声学定位系统中,声学换能器的位置由GNSS接收机天线位置通过偏移参数和姿态观测信息计算得到,偏移参数的测量误差必然会影响声学换能器的位置,从而影响海底控制点的定位...
在全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)/声学定位系统中,声学换能器的位置由GNSS接收机天线位置通过偏移参数和姿态观测信息计算得到,偏移参数的测量误差必然会影响声学换能器的位置,从而影响海底控制点的定位精度。若不考虑偏移参数的先验信息,直接将其作为未知数与海底控制点坐标一起解算,可能会因参数之间强相关而出现观测方程病态的问题,导致解算结果不可靠。首先给出了GNSS/A定位的一种顾及偏移参数的贝叶斯估计模型,分析了偏移参数误差对定位结果的影响;其次推导了位置参数和偏移参数之间的相关性,从理论上阐述了观测方程产生病态的原因,进而构建了一种顾及偏移参数先验信息的贝叶斯估计模型。算例结果表明,该模型可以解决参数之间因强相关而引起的观测方程病态问题,能有效提高海底控制点三维坐标和偏移参数的解算精度。
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关键词
全球
导航
卫星
系统
/
声学
定位
偏移参数
相关性
先验信息
贝叶斯估计
原文传递
考虑信标运动的水下联合定位算法
2
作者
秦显平
明锋
许扬胤
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期2036-2043,共8页
为融合全球导航卫星系统/声学测量与海底信标之间声学测量优势,同时考虑导航信标因海底洋流等因素而引起的运动,本文提出考虑信标运动的水下联合定位算法,并采用3000 m水深海域的实测数据进行试验计算。试验结果表明:联合定位估计的声...
为融合全球导航卫星系统/声学测量与海底信标之间声学测量优势,同时考虑导航信标因海底洋流等因素而引起的运动,本文提出考虑信标运动的水下联合定位算法,并采用3000 m水深海域的实测数据进行试验计算。试验结果表明:联合定位估计的声速模型与声速测量值之间的差异小于0.15 m/s;与全球导航卫星系统/声学定位相比较,联合定位获得的海底导航信标运动轨迹具有更高的精度,全球导航卫星系统/声学定位及联合定位的基线残差统计值分别为-0.302±0.740 m、0.007±0.169 m;试验区海底导航信标水平运动幅度可达3 m,周期性运动模型可以较好地描述试验区海底导航信标的运动轨迹。
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关键词
海底
导航
信标
弹性
定位
全球
导航
卫星
系统
/
声学
定位
水下联合
定位
海底
声学
测距
平均声速
声速模型
声学
导航
下载PDF
职称材料
GNSS‑声学海底定位的声速误差处理方法综述
被引量：
11
3
作者
陈冠旭
刘杨
+3 位作者
李梦昊
张林虎
刘焱雄
刘经南
《武汉大学学报（信息科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期1349-1363,共15页
全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)⁃声学海底定位是面向海底俯冲带板块形变监测需求提出的一种定位技术,也是建设海洋时空基准网的一种重要技术,有着广阔的应用前景。虽然目前GNSS⁃声学海底定位技术的研究成...
全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)⁃声学海底定位是面向海底俯冲带板块形变监测需求提出的一种定位技术,也是建设海洋时空基准网的一种重要技术,有着广阔的应用前景。虽然目前GNSS⁃声学海底定位技术的研究成果还不能满足海洋时空基准网的建设需求,但其数据处理方法尤其是声速误差精细处理方法,对海洋时空基准网海底部分(海底大地基准)的建设具有重要借鉴意义。介绍了GNSS⁃声学海底定位技术的起源,并将其分为静态测量和动态测量两类,同时将声速误差处理方法作为该技术的发展脉络进行梳理,提炼了该技术的3个发展阶段:仅假设海洋声速垂向分层、考虑声速的时域变化、考虑声速的水平梯度。对于仅假设海洋声速垂向分层的阶段,国外学者采用几何结构对称的方式来削弱声速误差的影响;国内学者则主要对声速以外误差源(杆臂矢量误差、时标偏差、姿态角误差等)进行了研究,并用优化随机模型的方式削弱系统误差对定位的影响。对于考虑声速时域变化的阶段,国外学者利用拟合方法(多项式拟合或三次样条拟合)结合参数平滑约束来解算声速的时域变化量,提高定位的稳定性;国内学者基于此细化了参数拟合的方法(考虑参数长周期项的变化特征),并创新性地提出了水下差分定位算法。对于考虑声速水平梯度的阶段,国内外学者在GNSS⁃声学海底定位中解算了声速水平梯度参数,提高了水平方向定位的稳定性,并利用海洋数值模型验证了结果的可靠性。展望了将GNSS⁃声学海底定位高精度数据处理方法应用于海底大地基准建设的前景,并引入了小时空尺度声速层析的概念(基于海洋时空基准网的声速误差处理方法),以期解决数值预报模型不能提供小时空尺度产品的问题,进而为水下潜器提供更高精度的声速误差改正服务。
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关键词
全球
导航
卫星
系统
⁃
声学
海底
定位
声速误差
声速时域变化
声速水平梯度
海底大地基准
原文传递
题名
顾及偏移参数先验信息的海底控制点贝叶斯估计模型
被引量：
4
1
作者
马越原
杨元喜
曾安敏
许扬胤
机构
北京跟踪与通信技术研究所
信息工程大学
地理信息工程国家重点实验室
西安测绘研究所
出处
《武汉大学学报（信息科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期1465-1472,共8页
基金
国家自然科学基金(41931076,41874016)
国家重点研发计划(2020YFB0505801,2016YFB0501700)。
文摘
在全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)/声学定位系统中,声学换能器的位置由GNSS接收机天线位置通过偏移参数和姿态观测信息计算得到,偏移参数的测量误差必然会影响声学换能器的位置,从而影响海底控制点的定位精度。若不考虑偏移参数的先验信息,直接将其作为未知数与海底控制点坐标一起解算,可能会因参数之间强相关而出现观测方程病态的问题,导致解算结果不可靠。首先给出了GNSS/A定位的一种顾及偏移参数的贝叶斯估计模型,分析了偏移参数误差对定位结果的影响;其次推导了位置参数和偏移参数之间的相关性,从理论上阐述了观测方程产生病态的原因,进而构建了一种顾及偏移参数先验信息的贝叶斯估计模型。算例结果表明,该模型可以解决参数之间因强相关而引起的观测方程病态问题,能有效提高海底控制点三维坐标和偏移参数的解算精度。
关键词
全球
导航
卫星
系统
/
声学
定位
偏移参数
相关性
先验信息
贝叶斯估计
Keywords
global navigation satellite system(GNSS)/acoustic positioning
offset parameters
correla-tion
prior information
Bayesian estimation
分类号
P229 [天文地球—大地测量学与测量工程]
原文传递
题名
考虑信标运动的水下联合定位算法
2
作者
秦显平
明锋
许扬胤
机构
地理信息工程国家重点实验室
西安测绘研究所时空基准与导航研究室
出处
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期2036-2043,共8页
基金
崂山实验室科技创新项目(LSKJ202205101)
国家重点研发计划(2020YFB0505800).
文摘
为融合全球导航卫星系统/声学测量与海底信标之间声学测量优势,同时考虑导航信标因海底洋流等因素而引起的运动,本文提出考虑信标运动的水下联合定位算法,并采用3000 m水深海域的实测数据进行试验计算。试验结果表明:联合定位估计的声速模型与声速测量值之间的差异小于0.15 m/s;与全球导航卫星系统/声学定位相比较,联合定位获得的海底导航信标运动轨迹具有更高的精度,全球导航卫星系统/声学定位及联合定位的基线残差统计值分别为-0.302±0.740 m、0.007±0.169 m;试验区海底导航信标水平运动幅度可达3 m,周期性运动模型可以较好地描述试验区海底导航信标的运动轨迹。
关键词
海底
导航
信标
弹性
定位
全球
导航
卫星
系统
/
声学
定位
水下联合
定位
海底
声学
测距
平均声速
声速模型
声学
导航
Keywords
submarine navigation beacons
resilient positioning
GNSS/acoustic positioning
underwater combined positioning
seabed acoustic ranging
average sound velocity
sound velocity model
acoustic navigation
分类号
P229 [天文地球—大地测量学与测量工程]
下载PDF
职称材料
题名
GNSS‑声学海底定位的声速误差处理方法综述
被引量：
11
3
作者
陈冠旭
刘杨
李梦昊
张林虎
刘焱雄
刘经南
机构
自然资源部第一海洋研究所
自然资源部海洋测绘重点实验室
武汉大学卫星导航定位技术研究中心
出处
《武汉大学学报（信息科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期1349-1363,共15页
基金
国家重点研发计划(2020YFB0505805)
中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(2022S03)
+2 种基金
国家自然科学基金(42004030)
青岛海洋科学与技术试点国家实验室山东省专项经费“问海计划”(2021WHZZB1002)
山东省技术创新引导计划(2020YFB0505800)。
文摘
全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)⁃声学海底定位是面向海底俯冲带板块形变监测需求提出的一种定位技术,也是建设海洋时空基准网的一种重要技术,有着广阔的应用前景。虽然目前GNSS⁃声学海底定位技术的研究成果还不能满足海洋时空基准网的建设需求,但其数据处理方法尤其是声速误差精细处理方法,对海洋时空基准网海底部分(海底大地基准)的建设具有重要借鉴意义。介绍了GNSS⁃声学海底定位技术的起源,并将其分为静态测量和动态测量两类,同时将声速误差处理方法作为该技术的发展脉络进行梳理,提炼了该技术的3个发展阶段:仅假设海洋声速垂向分层、考虑声速的时域变化、考虑声速的水平梯度。对于仅假设海洋声速垂向分层的阶段,国外学者采用几何结构对称的方式来削弱声速误差的影响;国内学者则主要对声速以外误差源(杆臂矢量误差、时标偏差、姿态角误差等)进行了研究,并用优化随机模型的方式削弱系统误差对定位的影响。对于考虑声速时域变化的阶段,国外学者利用拟合方法(多项式拟合或三次样条拟合)结合参数平滑约束来解算声速的时域变化量,提高定位的稳定性;国内学者基于此细化了参数拟合的方法(考虑参数长周期项的变化特征),并创新性地提出了水下差分定位算法。对于考虑声速水平梯度的阶段,国内外学者在GNSS⁃声学海底定位中解算了声速水平梯度参数,提高了水平方向定位的稳定性,并利用海洋数值模型验证了结果的可靠性。展望了将GNSS⁃声学海底定位高精度数据处理方法应用于海底大地基准建设的前景,并引入了小时空尺度声速层析的概念(基于海洋时空基准网的声速误差处理方法),以期解决数值预报模型不能提供小时空尺度产品的问题,进而为水下潜器提供更高精度的声速误差改正服务。
关键词
全球
导航
卫星
系统
⁃
声学
海底
定位
声速误差
声速时域变化
声速水平梯度
海底大地基准
Keywords
global navigation satellite system(GNSS)⁃acoustic seafloor positioning
sound speed error
sound velocity temporal variation
sound speed horizontal gradient
seafloor geodetic reference station
分类号
P229 [天文地球—大地测量学与测量工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
顾及偏移参数先验信息的海底控制点贝叶斯估计模型
马越原
杨元喜
曾安敏
许扬胤
《武汉大学学报（信息科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
4
原文传递
2
考虑信标运动的水下联合定位算法
秦显平
明锋
许扬胤
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
3
GNSS‑声学海底定位的声速误差处理方法综述
陈冠旭
刘杨
李梦昊
张林虎
刘焱雄
刘经南
《武汉大学学报（信息科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
11
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