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拒止环境下的自主导航是未来无人机在各领域应对复杂环境时务必要解决的首要问题。目前,无人机导航和定位主要依赖全球卫星导航系统(GNSS)和惯性导航系统(INS),GNSS具有高精度特点,但容易受到外部复杂环境干扰;INS抗干扰能力较强,但其定位误差会随时间慢慢累积。景象匹配导航技术(SMN)具有长时自主性、可视性、高精度、抗干扰性强、智能化等优点,更适合拒止环境下作为辅助GNSS和INS的自主导航手段为无人机飞行提供服务。该文聚焦无人机景象匹配导航技术系统原理,介绍了无人机景象匹配导航关键技术组成,并对该领域近十年的发展现状进行了梳理总结,最后对无人机景象匹配导航技术未来发展趋势进行了展望。
网络空间坐标系是进行网络拓扑结构分析和网络实体资源定位的基础,也是开展网络空间可视化表达、网络资源和事件监测的前提。学者们为满足各类需求已提出了数十种网络空间坐标系。文中梳理了现有网络空间坐标系,将其分为基于时延和基于网络空间要素两类。给出了它们在鲁棒性、准确性、适用性和局限性等方面的表现,重点对NPRE和RTT等方面进行了对比。最后,总结了网络空间坐标系构建中尚未解决的一些问题,主要包括坐标空间选择、异常节点识别、评估指标以及坐标系要素选择等问题。对于后续开展相关研究提供了一定的思路。
针对传统的无人机设计中存在的设计难追溯、沟通易歧义、更改流程复杂等问题,提出了基于模型的系统工程MBSE(Model Based Systems Engineering)方法进行无人机组合导航系统架构设计。从无人机组合导航系统高可靠性和高安全性的需求出发,设计了元件级和系统级两级容错结构,基于Harmony SE方法完成了系统需求分析、功能分析和设计综合,相比于传统的基于文本的设计方法,该方法通过将建模方法具体化、显形化更好地保证了系统的可追溯性、功能的完整性以及逻辑的正确性,为MBSE在无人机导航系统设计应用提供可借鉴的经验。
针对由于伪距存在频间偏差而不能直接混合定位,在GNSS信号较差的场景下不能充分利用多频伪距导致定位性能下降的问题,文中提出了一种顾及频间伪距偏差的多频伪距融合定位方法。在GNSS信号良好时,滤波估计得到各颗卫星频间伪距偏差的模型参数;在GNSS观测环境不佳时,计算并补偿伪距偏差值,每颗星融合多个频点伪距得到最优伪距后进行定位解算。实验结果表明,本文提出的方法能够有效提高静态及动态遮挡场景定位精度。CGRE四系统伪距融合定位相比原始伪距,动态城市峡谷场景下,水平、高程及三维定位误差峰值减小约74.6%、18.6%、29.8%;RMS值减小约21.9%、20.9%、21.3%;STD值减小约31.9%、23.6%、37.4%。
北斗卫星导航系统(BDS)具备弹性功率能力,开启该功能将对卫星导航系统各方面产生影响,因此有必要对BDS弹性功率事件进行全面分析。本文探测了2020—2023年BDS系统发生的弹性功率事件,并从载噪比和差分码偏差(DCB)两方面分析了弹性功率对BDS系统的相关影响。结果表明,2020—2023年共发生9次BDS弹性功率事件。在此期间地球静止轨道(GEO)、中圆地球轨道(MEO)和倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星的载噪比分别产生4~8、5~9和4~9 dB-Hz的变化。弹性功率事件期间,开启该功能的卫星的C2I-C6I DCB产品变化明显,对GEO、MEO和IGSO卫星的DCB产品值平均影响分别为5.41、12.04和9.48 ns。对一天中开启弹性功率事件前后的DCB进行分段估计,两组DCB的平均差值对于3类卫星分别达到4.66、15.76和12.43 ns。
利用ICESat-2激光测高数据提取高程控制点的研究大多基于ATL08产品的属性信息,对高程控制点的高程精度进行了较好的质量控制,但对其空间分布位置及可用性分析较少。针对这一问题,提出了一种光学立体影像信息辅助的高程控制点提取方法。首先,利用光学卫星立体影像获取的高程和坡度数据,从ATL03数据中提取强、弱波束的信号点;然后,综合分析强弱波束的数据特点,构建高精度控制点拟合模型;最后,计算坡度、关键信号光子数量、关键信号光子比率、高差等多种指标,对候选高程控制点进行精细化筛选。以河南省登封市的一景高分七号立体影像及其覆盖范围的高精度数字高程模型数据,对激光高程控制点进行提取和精度验证。实验结果表明:本文方法可以提取到空间分布均匀的高精度高程控制点,在山地和丘陵区域的平坦地形也可以提取到高程控制点。控制点高程中误差为0.50 m,在消除少量位于季节性农田区域的候选高程控制点后,高程中误差可达0.41 m。本文方法能有效降低数据源获取时间差异和地表覆盖变化对高程控制点高程精度和可用性的影响,可为后续光学立体影像定位能力提升及质量控制提供更多、更可靠的高程控制基准数据。
我国洪涝灾害频发重发,影响范围大、危害重,传统洪水感知手段难以满足数字孪生防洪“四预”和新阶段水利高质量发展需求。为提高洪涝监测感知能力,基于遥感卫星、无人机、地面站网构建了流域防洪天空地一体监测体系,阐述了卫星遥感监测技术、无人机监测技术、地面站网监测技术的洪水监测能力,并以海河“23·7”流域性特大洪水防御为例开展了业务化应用。最后总结了现阶段流域防洪天空地监测技术存在的不足,并针对性提出了建议。
彬州市煤炭资源丰富,多年采矿活动造成地面出现不同程度沉降,引发地质灾害发生。基于陆地探测一号卫星(LT-1)5景数据,采用D-InSAR与干涉叠加(Stacking)技术对彬州市采煤活动区域进行沉降监测,分析两种方法在矿区沉降中应用效果,并选择3处区域进行验证。结果表明,D-InSAR监测结果会出现失相干现象,Stacking结果能获得较为完整的形变信息。两种方法在大范围形变监测具有较高一致性,监测结果均能较好识别出矿区沉降实际情况,为矿区沉降监测与防治提供高效的方法。
语义场景补全致力于提高环境感知的全面性和准确性,对于实现安全的自动驾驶具有重要意义。已有的基于RGB图像的语义场景补全方法虽然意识到了恢复深度信息的重要性,但是未能充分挖掘潜在的几何信息,限制了其推理精度的提高。为此,提出在已有的基于RGB图像的语义场景补全方法中添加几何感知模块,从深度估计得到的伪点云中提取几何信息,并将其输出的几何特征栅格嵌入双曲空间,以增强其几何表征能力。在SemanticKITTI数据集上的实验结果证明了所提方法的有效性。相比于基线方法,在关键指标mIoU上提升了2.5%,达到了同类方法的先进性能。
为解决飞机HUD校靶工装的标定问题,提出一种基于工业摄影扫描测量技术的飞机HUD校靶工装标定方法。利用摄影测量建立全局控制网以及测量校靶工装靶板的标志点坐标,进而用手持扫描仪完成对校靶工装安装底座销孔的“填充式”点云扫描,最终建立校靶工装坐标系、标定靶板与销孔的相对姿态关系。以某型飞机的HUD校靶工装为例,通过试验验证该标定方法的精度。结果表明,校靶工装安装底座销孔轴线与安装接触面垂直度测量的外符合精度优于0.15°,内符合精度优于0.041°,并在实际飞机的校靶中验证了该标定方法的有效性,为飞机HUD校靶工装的标定工作提供了一种新的思路和方法。
网络空间地图是认知网络空间的工具,其符号设计研究是网络空间地图研究兴起后衍生的新方向。网络空间将传统二元地理空间扩展至三元空间,其中的网络空间要素特别是虚拟要素无实体外形为符号设计做参照依据,这对地图符号设计提出了新需求。针对这一问题,将隐喻的地图符号设计理念应用于网络空间地图符号设计,形成基于隐喻理论的网络空间地图符号设计方法。基于符号学三角形构建网络空间地图符号三元观,以隐喻体图形传达本体语义。重点阐述设计原理和方法流程,涵盖语义成分分析、语义特征隐喻、视觉变量设计及符号构建。通过认知实验验证其有效性和可行性,旨在顺应三元空间地图学趋势,为网络空间地图符号设计提供依据,丰富地图符号设计理论。
为解决智能驾驶汽车多域之间地图匹配率差的问题,响应多域融合的发展趋势,四维图新推出了“一张图”产品。如何设计“一张图”产品提高地图匹配率、实现多域地图融合,以及如何基于现有地图数据实现高效数据生产,成为了该产品实现的重点及难点。通过对导航地图、高级辅助驾驶地图、高精地图3种地图进行研究,设计了一种以道路线几何为媒介的“一张图”要素组织方法,并建立不同数据间的异源匹配方式,大幅缩减了属性融合工作量。并通过数据分层设计,实现了灵活数据输出,满足更多定制化产品应用需求。经过全国广泛的数据验证,基于“一张图”产品输出的多种地图数据的匹配率达到99.99%。其性能在国际车厂的实际应用中得到了验证,充分证明了其对于多域融合智能驾驶功能的强大支持能力。
地缘环境复杂多维、动态关联。传统GIS数据模型对地缘环境的关联关系、组成结构、时间特征等表达能力较弱,难以满足人们认识、分析、评估地缘环境的需求。探讨地缘环境时空实体对象化建模的特点,提出地缘环境时空实体对象化建模流程,研究地缘环境时空对象类设计方法和地缘环境时空实体对象化描述等建模关键技术,通过建模将地缘环境中多源异构、复杂关联的数据转化为耦合时空特征、关联关系、组成结构、行为等具有多元特征和规范结构的时空对象数据,为地缘环境分析提供支撑。
六角格网相较于正四边形格网具有邻域一致、各向同性等优点。但基于六角格网的面要素量化及编码,因面要素的区域范围、几何形状的影响,易增加六角格网单元的管理难度。本文研究面要素在六角格网中的量化,并将典型的正四边形格网填充曲线——Hilbert曲线,推广应用于六角格网中面要素的编码及无损压缩。首先构建六角格网,利用类外接矩形量化面要素。然后建立Hilbert曲线与面要素相应格网单元的双向映射关系,确定面要素的Hilbert值集合,进而实现其游程编码及无损压缩。最后进行实验分析,在不同分辨率下,基于编码压缩效率及聚类特性等方面,与其他编码方法进行比较分析,以验证其优势。
地标指的是标志性的人工构筑物、景观或地形等,具有尺度多样、分布零散等特点,是实现无源定位、自动驾驶和军事指挥的重要参考数据。现有基于刚性格网的数据标识与编码方法,难以实现全球地标数据的唯一标识。针对上述问题,设计一种基于全球离散格网框架的位置与形状分离的非刚性格网编码方法。该编码含有地标的位置与形状信息,能够保持良好的空间计算特性,并实现地标的唯一性标识。为验证提出方法的有效性,开展效率与精度评估试验,结果表明:提出方法能够突破现有刚性格网结构的局限性,实现地标数据的唯一性标识,且具有较高的标识精度和效率。
<正>尊敬的读者:感谢您对《测绘科学技术学报》的关注和支持!2024年,在各方面的关怀与支持下,经多方努力,《测绘科学技术学报》以崭新的面貌复刊面世。《测绘科学技术学报》创刊于1984年,原为解放军信息工程大学主管、信息工程大学科研部主办。创刊以来,多次入编北大图书馆《中文核心期刊要目总览》、中国科学引文数据库(CSCD)核心库及中国科技核心期刊,曾获评原总参谋部优秀期刊奖、中国高校优秀科技期刊奖、全国优秀测绘地理信息期刊奖等多个奖项。
<正>《测绘科学技术学报》创刊于1984年,双月刊,是由中国融通文化教育集团有限公司主管、星球地图出版社主办的测绘专业学术刊物,国内外公开发行。本刊为中国期刊全文数据库(中国知网)、中文科技期刊数据库(维普资讯)、万方数据—数字化期刊群(万方数据)、日本科学技术振兴机构数据库JST(2023)收录期刊,并入选WJCI科技期刊世界影响力指数报告(2023)。国际标准刊号ISSN 1673-6338,国内统一刊号CN 10-1974/P。