一种由粗略到精确的瞳孔定位算法
高精度超短基线在水下定位中的应用
高精度超短基线在水下定位中的应用高精度超短基线定位系统在水下定位中的应用 1 2张粤宁刘鹏 (1.武汉长江航道救助打捞局，武汉430014;2.上海地海仪器有限公司，上海200233) 摘要:声学定位系统(Acoustic Positioning System)的技术研究和应用开发在现代海洋科学调查和水下施工中起着重要作用。本文以某品牌超短基线定位系统为例，就超短基线 hort BaseLine)声学定位系统的原理、应用范围等几个方面展开讨论，同时介绍(Ultra S 了高精度超短基线工程中的实际应用，对使用过程中影响定位性能的主要因素进行了简单分析。 关键词: 超短基线水下定位 1 概述 20世纪90年代以来，世界先进国家的海洋调查技术手段逐步成熟与完善，其中超短基 线(简称USBL)水下设备大地定位技术也获得了长足的发展。高精度水下定位系统具有 广泛的用途，在海洋探测研究、海洋工程、水下建筑物施工、潜水员水下作业、水下考 古、海洋国防建设等方面，都离不开水下定位系统为其提供高精度、高质量的定位资料， 因此高精度水下定位技术对维护国家领土权益和国民经济建设都具有重要意义。
1(1关于水下声学定位系统 20世纪50,60 年代，在国际上，随着光、声、磁等技术的不断发展，在大力开发海洋自然资源和海洋工程的进程中，水下探测技术得到了较大发展，相继开发了一系列先进的、高效能的水下探测设备:在各种水下检测的光、声、磁技术中，由于水下光波衰减很快，即使是波长最长、传播最远的红外光波在水中传播到了几米以后也衰减完了，而声波和电磁波在水中有良好的传播性，因而，声呐、磁探和超短基线成为水下检测的有效方法。 声学定位系统最初是在19世纪60年代的时候被开发出来用于支持水下调查研究。从那时起，这类系统便在为拖体，ROV等水下目标的定位中成为了重要角色。声学定位系统能够在有限的区域内提供非常高的位置可重复精度，甚至在远离海岸。对大多数用户来说，可重复性精度要比绝对精度重要。 在声学定位系统中，有3种主要的技术:长基线定位(LBL)，短基线定位(SBL)，和超短基线定位(SSBL/USBL)，有些现代的定位系统能组合使用以上技术。 长基线(LBL):长基线定位能在宽广的区域内提供高精度的位置，它需要至少3个应答器组 成的阵列部署在海底上的已知点上，水面舰只安装一个换能器。换能器测量出到水底应答器的斜距，从而计算出自身的坐标位置。
水下和海底大地坐标的精确测量
文章编号:1009-671X(2003)09-0019-03 水下和海底大地坐标的精确测量 张 炜1,王大成2 (1.中国人民解放军91550部队,辽宁大连 116000;2.哈尔滨工程大学水声工程学院,黑龙江哈尔滨 150001)摘 要:潜艇水下高精度定位,长期以来一直是水下导航定位领域的一个难题.为了解决潜艇在水下长时间航行过程中的高精度定位问题,提出了一种比较实用的解决方案.该方案构建了由DGPS 定位和水声定位相结合的水下定位系统.系统采用系缆浮筏作为潜艇,利用DGPS 进行水下定位的中继站,利用水声相对定位技术将DGPS 水面定位向水下延伸,使潜艇在工作潜深就可以直接获得自身的大地经纬度坐标.系统将DGPS 的优良性能与超短基线在水下定位中的优势很好地结合在一起,其定位精度可以保证与DGPS 水面定位精度在同一量级.关 键 词:DGP S;高精度;水下定位中图分类号:T B568 文献标识码:A Precision measurement of coordinates of underwater and sea bed ZHANG Wei 1,WANG Da cheng 2 (1.T he Chinese Peo ple s Liberation Army No.91550,Dalian 116000,China;2.School of U nder water Acoust ic Engineer ing ,Harbin Eng ineering U niversity ,Har bin 150001,China) Abstract:For a long time,high precision positioning for underw ater submarine has been a difficult problem in the field of underw ater navigation and positioning.The traditional positioning for submarine depends on inertial navigation system (INS).But the positioning error of INS accumulates along w ith time.In order to solve the problem of high precision positioning for underw ater subm arine,this paper proposed a relatively practical scheme.T his scheme constructs an underw ater positioning system based on the combination of DG PS and acoustical positioning.This method makes use of acoustical relative positioning technique for ex tend ing the DGPS positioning technique for surface applications to underw ater cases.With this positioning sys tem ,the submarine can directly get its long itude and latitude,and the positioning precision can ensure the same level as the surface application cases of DGPS. Key words:DGPS;high precision;underwater positioning 大地坐标点的测量有两种工作状态需要考虑.第一,水中和海底运动目标大地坐标的实时测量.这在ROV 、水下机器人等的水下作业和潜艇、潜器、水下无人作战平台等军事武备水下实验过程中是经常遇到的.第二,固设于海底处的大地测量控制点坐标的测量.这是被称为 海洋大地测量!任务的一项基础性工作[1],它对于潜艇水下航行、各种水下作业、海底地图测绘等有重要作用. 近年来,由于差分式全球定位系统(DGPS)和高精度水声定位技术的飞速发展,为水下以及海底高精度大地坐标的精确测量提供了更先进的技术手段.尤其是国家海事局在北起大三山、南至防城和三亚港,沿整个海岸线建成的包括总计有20个差分站组成的RBN/DGPS 系统,使无线电差分信号有效地覆盖了我国以海岸为基线的大约300km 的水域范围.再加上美国出于自身商业利益的考虑,取消了C/A 码上的精度干扰,使得DGPS 系统的应用更加方便和有效. 近年来国内外的水声定位技术不断发展,定位精度不断提高,轻便易用的超短基线水声定位系统(USBL 系统)原有的相位模糊(目标定位位置跳象限)、在与基阵面垂直向下的方向和水平方向存在低精度区等缺点,已被克服,加上采用一系列的近代信号处理技术,使USBL 系统能以稳定的高精度测量结果参与水下或海底点坐标测量系统[2,5]. 收稿日期:2002-06-28. 作者简介:张 炜(1961-),男,工程师,主要研究方向:测控技术. 第30卷第9期 应 用 科 技 Vol.30,?.92003年9月 Applied Science and Technology Sep.2003
实时精密单点定位
实时精密单点定位（PPP）是可能通过实时卫星轨道和时钟校正的可用性广播星历，播放的实时校正（BCS）。实时BCS是目前在全球以及区域的参考帧。在这方面的贡献，PPP使用这些全球性和区域性BCS的性能分析1983北美基准（NAD83）。为当前区域NAD83 BC 方法确定的局限性和协调的差异导致了与传统方法相比，显示全球BC。虽然偏差所造成的不同的参考帧的使用被证明是亚厘米级，它也表明，他们可以通过PPP算法或区域BC方法改性降低或消除。分析了三种不同的变体进行PPP，单一频率的电离层的自由变体，双频电离层自由变体，和一个单一频率的电离层修正变异。 精密单点定位（PPP）是一个全球定位系统（GPS）处理非差伪距和载波相位测量从一个独立的GPS接收机的高精度计算分米或厘米在全世界遍地开花的位置定位方法（藏伯格等人。1997；2001 ovstedal库巴和荷鲁克斯；2002）。近年来，服务已经开发了允许高精度星历数据可实时用户（代码2006；库巴泰特里等人2003。2005烘烤2010）。这样的情况了，并将继续创造，PPP应用范围广（荷鲁克斯等人。2004、高2008；比斯纳）。这种服务的重要例子是实时（RT）的GPS卫星的轨道和时钟校正广播星历（Sohne等人。2008。这些RT 广播改正（BCS）用户提供精确的轨道和时钟校正所需的PPP。BCS在全球参考框架不仅可以（GRF）也在一组选定的区域参考框架（RRFS），如北美基准（NAD）1983（NAD83）（BKG 2010；Sohne 2010）。在这方面的贡献，这些NAD83区域BCS使用（微构件系统）的单和双频率PPP是第一时间分析及其与更传统的全球BCS的使用性能（GBC上将）的比较。 在微构件系统的理论基础是认为当处理独立的GPS数据，获得用户的位置的参考框架定义的参考系统，实现了卫星位置。因此，在文献中已GRF RRF卫星轨迹的转换是一个有用的替代GRF RRF的站坐标变换因为它有可能简化访问RRF允许用户在一个全局数据区域专门工作表明（克蕾默等人。2000；库巴2002；克蕾默2006；Schwarz 1989）。 本文的组织如下。能够评估作用的参考帧播放的PPP，NAD83简要描述和国际地球参考框架（ITRF），和他们的椭球坐标的差异，在随后的部分了。然后，GBC和红细胞的方法，单和双频率NAD83 PPP协议的分析和比较。目前的RBC 方法确定的局限性和协调的差异导致他们对GBC的方法示出。其次，它是如何修改PPP算法或红细胞的方法，这两种方法之间的一致性恢复。由于确定的PPP RBC方法的局限性是固有的作为一个结果，不同的参考帧的使用，这方面的贡献的结果是在更换NAD83 2018提供了一个新的几何数据，删除不同意ITRF计划的支持（NOAA 2008）。 对PPP的BCS是理解中的重要作用的正确使用的参考帧播放。因此，本节中的ITRF转换NAD83，其链接，这种改造在位置相关的椭球坐标的两帧之间的差异的影响作了简要的介绍。 北美基准1983 所采用的数据和参考在美国和加拿大的空间定位系统是NAD83。详细的介绍了它的定义，建立，和进化，读者可以参考施瓦茨（1989），斯奈和索勒（2000a，b），索勒和斯奈（2004），克雷默等人。（2000），与克雷默（2006）。NAD83首次实现的，这在很大程度上依赖卫星多普勒观测，由美国国家大地测量1986通过（NGS）。它被称为NAD83（1986）。自那时以来，NAD经历了又一个五实现在美国，最后一个是NAD83（cors96）。此实现，正是联系在一起的NAD83 ITRF框架，它是一个地心坐标系统的最佳实现（鲍彻和altamimi 1996）。为了这
BDSGNSS实时精密单点定位算法研究与实现
BDS/GNSS实时精密单点定位算法研究与实现随着GNSS定位技术的不断发展,以及多导航定位系统并存时代的到来,多系统融合精密单点定位逐渐成为研究的重要问题。实时精密单点定位技术具有定位精度高、定位方便、不受基准站限制等优点,将成为未来高精度导航定位的重要手段。 多系统提供了更多的可见卫星数量及更优的卫星几何结构,有利于提高实时精密单点定位的定位的精度、可靠性及收敛时间。因此,本文通过对实时多系统精密单点定位的理论和方法进行研究,基于实时的轨道和钟差数据流,以及实时的多系统观测数据流,实现了支持GPS/BDS/GLONASS三系统组合定位的实时单频和双频精密单点定位。 本文的主要研究内容如下:(1)本文对伪距粗差的探测、钟跳的探测与修复方法、以及周跳探测的方法进行了详细的分析。首先对利用不同伪距间的差值进行伪距粗差探测的有效性进行了分析;然后根据不同的钟跳类型,对基于单个历元观测值的钟跳探测和修复方法进行了分析;最后,根据三频组合观测值的理论,优选了GPS和BDS三频无几何距离周跳探测组合,并根据实例,分析了利用优选的两组BDS线性组合系数进行无几何距离周跳探测的有效性。 (2)本文对不同系统和不同测站系统偏差值的特性进行了分析。结果表明:系统偏差收敛后的值在一天内保持相对稳定,且系统偏差值的大小表现出与测站相关的特性。 (3)本文利用德国联邦测绘局提供的实时SSR改正数,分析了三系统实时恢复的轨道和钟差的精度。同时分析了数据龄期和改正数中断对实时精密单点定位的影响,并给出相应的解决方案。
(4)根据实时多系统精密单点定位的理论,基于C++平台,编程实现了支持GPS/BDS/GLONASS三系统组合定位的实时单频和双频精密单点定位。并进行了双频静态模拟动态、单频静态模拟动态、车载动态试验,分析了软件的定位性能。
意识和瞳孔的观察
意识状态的观察 意识状态：是大脑功能活动的综合表现，是对环境的知觉状态。正常人应表现为意识清晰，反应敏捷、准确，语言流畅、准确，思维合理，情感活动正常，对时间、地点、人物的判断力和定向力正常。 意识障碍：是指个体对外界环境刺激缺乏正常反应的一种精神状态，表现为对自身及外界环境的认识及记忆、思维、定向力、知觉、情感等精神活动的不同程度的异常改变。意识障碍一般可分为： 1.嗜睡：是最轻度的意识障碍。患者处于持续睡眠状态，但能被言语或轻度刺激唤 醒，清醒后能正确、简单而缓慢的回答问题，但反应迟钝，刺激去除后又很 快入睡。 2.意识模糊：其程度较嗜睡深，表现为思维和言语不连贯，对时间、地点、人物的 定向力完全或者部分发生障碍，可有错觉、幻觉、躁动不安、谵语或者精神 错乱。 3.昏睡：患者处于熟睡状态，不易唤醒。压迫眶上神经、摇动身体等强刺激可被唤 醒，醒后答话含糊或答非所问，停止刺激后即又进入熟睡状态。 4.昏迷：最严重的意识障碍，按其程度可分为：①浅昏迷：意识大部分丧失，无自 主运动，对声、光刺激无反应，对疼痛刺激（如压迫眶上缘）可有痛苦表情 及躲避反应。瞳孔对光反射、角膜反射、眼球运动、吞咽反射等科存在。呼 吸、心率、血压无明显改变，可有大小便失禁或潴留。②深昏迷：意识完全 丧失，对各种刺激均无反应。全身肌肉松弛，肢体呈弛缓状态，深浅反射均 消失，偶有深反射亢进及病理反射出现。机体仅能维持循环与呼吸的最基本 功能，呼吸不规则，血压可下降，大小便失禁或潴留。
瞳孔的观察 1.瞳孔的形状、大小和对称性正常瞳孔呈圆形，位置居中，边缘整齐，两侧等大等圆瞳孔的形状改变常可因眼科疾病引起。如瞳孔呈椭圆形并伴散大，常见于青光眼等；瞳孔呈不规则形，常见于虹膜黏连。在自然光线下，正常瞳孔直径约2~5mm，调节反射两侧相等。病理情况下，瞳孔的大小可出现变化：①缩小：瞳孔缩小指的是瞳孔直径小于2mm，如果瞳孔直径小于1mm称为针尖样瞳孔。单侧瞳孔缩小常提示同侧小脑幕裂孔疝早期；双侧瞳孔缩小，常见于有机磷农药、氯丙嗪、吗啡等中毒；②变大：瞳孔散大指的是瞳孔直径大于5mm。一侧瞳孔扩大、固定，常提示同侧颅内病变（如颅内血肿、脑肿瘤等）所致的小脑幕裂孔疝的发生；双侧瞳孔散大，常见于颅内压增高、颅脑损伤、颠茄类药物中毒及濒死状态。 2.对光反应正常瞳孔对光反应灵敏，处于光亮处瞳孔收缩，昏暗处瞳孔扩大。当瞳孔大小不随光线刺激而变化时，称瞳孔对光反应消失，常见于危重或深昏迷患者。
我国首套水下GPS高精度定位导航系统简介
我国首套水下GPS高精度定位导航系统简介 北极星电力网新闻中心2008-11-12 11:04:48 我要投稿 关键词：GPS 我国首套水下GPS高精度定位导航系统简介 “863”计划“水下GPS高精度定位系统”课题组 摘要由国家"863"计划资助的我国首套水下GPS高精度定位导航系统已研制成功，填补了我国在水下高精度定位导航和水下工程测量领域的空白。该系统可从水上(海面、沿岸陆地或飞机上)对水下目标跟踪监视和动态定位，还利用GPS技术，实现了水下设备导航、水下目标瞬时水深监测、水下授时、水下工程测量控制和工程结构放样等功能。 关键词水下GPS 定位导航系统用户 由国家"863"计划资助的我国首套水下GPS高精度定位导航系统研制成功，经在浙江省千岛湖进行的试验表明，对于水深45m左右的水域，系统的水下定位精度为5em，测深精度为30cm，水下授时精度为0.2ms，且测量误差不随时间累积。这是继美国和法国之后，我国科学家自主研制开发的精度好、功能强、自动化程度高的水下GPS系统。该系统不但可用于从水上(海面、沿岸陆地或飞机上)对水下目标跟踪监视和动态定位，还率先利用GPS 技术实现了水下设备导航、水下目标瞬时水深监测、水下授时、水下工程测量控制和工程结构放样等功能。该系统的成功研制，将打破个别发 达国家对水下高精度定位技术的垄断，填补了我国在水下高精度定位导航和水下工程测量领域的空白。 一、系统构成 水下GPS定位导航系统主要由GPS卫星星座、差分GPS基准站(可选)、四个以上GPS 浮标、安装在水下目标或载体上的水下导航收发机、陆基或船基数据处理与监控中心(简称数据控制中心)、水上无线电通信链路、水下水声通信链路组成，如图1。多个GPS浮标与水下导航收发机构成以浮标为基线的海面长基线水下定位导航系统。 其中，GPS卫星星座、差分基准站和浮标GPS天线用于提供“海面动态大地测量基准”，包括浮标动态长基线水下定位网的起算基准和时间基准；水下导航收发机的发射器、浮标定位水听器组成了水下定位子系统，该子系统采用水下差分方式定位，水下无需高稳定频标；数据控制中心和水下导航收发机的水声通信换能器组组成了水下通信链路；差分基准站到数据控制中心、GPS浮标到数据控制中心的无线电收发装置组成了海面无线电通信链路；水上数据处理中心、系统状态监控、水上用户接口组成了数据监控中心；水下数据处理、用户接口组成了水下用户接口。 二、系统基本工作模式 1．水上跟踪模式——用户在水上 当水上用户需要跟踪水下目标(或动态定位)时，就从数据控制中心的监控界面向水下导航收发机(安装在水下目标上)发送定位请求信号，水下导航收发机激活后向GPS浮标发射定
车载导航系统精确定位算法的优化
收稿日期：２０１３‐０７‐１７ 网络出版时间：２０１３‐１１‐２２ 基金项目：中央财政支持地方高校专项发展基金资助项目 作者简介：谭宝成（１９５５－），男，教授，Ｅ‐ｍａｉｌ：ｄｅｎｇ１ｈａｏ１＠１２６．ｃｏｍ． 网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／６１．１０７６．ＴＮ．２０１３１１２２．１６２８．２０１４０３．１９５惨０２７．ｈｔｍｌｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１‐２４００．２０１４．０３．０２７ 车载导航系统精确定位算法的优化 谭宝成，邓子豪 （西安工业大学电子信息工程学院，陕西西安 ７１００２１） 摘要：针对车载导航系统下定位的点转换到实际电子地图的过程中存在误差，通过改善坐标转换模型来提 高车载导航系统的定位精度，在经典的平面转换算法的基础上，首先利用高斯投影把全球定位系统接收的 （Ｂ，Ｌ）坐标转化成平面坐标（Ｘ，Ｙ）；其次根据最小二乘法，确定转换参数；同时把公共点本身误差作为随机 参数处理，将转换参数作为非随机参数，利用最小二乘法配置建立转换模型，以得到稳定的参数估值，避免了 公共点因分布不均引起的误差．与传统算法相比，实验结果验证了该算法具有更高的实时性和稳定性． 关键词：车载导航；平面转换模型；坐标转换；定位精度 中图分类号：ＴＰ３０１．６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１‐２４００（２０１４）０３‐０１８１‐０６ Ｖｅｈｉｃｌｅｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｐｒｅｃｉｓｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ ＴＡＮＢａｏｃｈｅｎｇ，ＤＥＮＧＺｉｈａｏ（ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｘｉ摧ａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＵｎｉｖ．，Ｘｉ摧ａｎ ７１００２１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｅｒｒｏｒｓｅｘｉｓｔｉｎｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｕｎｄｅｒｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｏｆｔｈｅｐｏｉｎｔｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｔｏｔｈｅａｃｔｕａｌｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｍａｐｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｐｒｅｃｉｓｉｏｎｂｙａｍｅｌｉｏｒａｔｉｎｇｔｈｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ，ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｃｌａｓｓｉｃａｌｐｌａｎｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ，ｗｅｆｉｒｓｔｕｓｅｔｈｅｇａｕｓｓｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＧＰＳｒｅｃｅｉｖｉｎｇ（Ｂ，Ｌ）ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｉｎｔｏｐｌａｎｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ（Ｘ，Ｙ），Ｔｈｅｎ，Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅｓｍｅｔｈｏｄ，ｗｅｏｂｔａｉｎｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒ．Ａｔｔｈｅ ｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅｅｒｒｏｒｏｆｔｈｅｃｏｍｍｏｎｐｏｉｎｔｉｔｓｅｌｆｓｅｒｖｅｓａｓａｒａｎｄｏｍｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ，ｗｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｓｎｏｎｒａｎｄｏｍｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｂｔａｉｎａｓｔａｂｌｅｐａｒａｍｅｔｅｒｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ，ｗｅａｖｏｉｄｔｈｅｃｏｍｍｏｎｐｏｉｎｔｅｒｒｏｒｃａｕｓｅｄｂｙｏｆｔｈｅｕｎｅｖｅｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｈａｓａｈｉｇｈｅｒｒｅａｌ‐ｔｉｍｅｐｒｏｐｅｒｔｙａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ： ｖｅｈｉｃｌｅｎａｖｉｇａｔｉｏｎ；ｐｌａｎｅｓｗｉｔｃｈｉｎｇｍｏｄｅｌ；ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙ 文献［１］主要将平面转换的方法应用到基坑的水平位移监测中，通过误差传播定律对转换参数精度进行评定，有效避免了以往在外业工作中设自由全站时作业效率低、工程量大的缺点，但没有讨论监测点分布对精度的影响．文献［２］将平面转换算法应用于车载导航中，通过对高斯公式进行简化，对其高阶项进行剔除，其定位精度符合实际定位要求，算法简单快速．文献［３］在平面转换的基础上提出了最小二乘法配置原理，将换算坐标视作非随机变量，其优点在于协方差阵的换算坐标，在换算过程中与已知坐标统一平差，以提高坐标转换精度．在１０ｍ的动态精度下，转换精度可达到０畅２～０畅３ｍ范围．文献［４］阐述了七参数和三参数算法在全球定位系统（ＧＰＳ）导航中的应用，根据最小二乘法计算得到估计转换参数，导航定位精度可达到厘米级别，但是算法复杂，实时性差，适用于大范围的区域内，具有一定的局限性．文献［５］提出了平面转换算法在ＧＰＳ定位中的应用，详细推导了平面转换的实用公式，提出了新的残差内插法，有效剔除了误差较大的公共 ２０１４年６月 第４１卷 第３期 西安电子科技大学学报（自然科学版）ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＸＩＤＩＡＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ Ｊｕｎ．２０１４Ｖｏｌ．４１ Ｎｏ．３
【CN109856638A】一种特定水下目标自动搜索定位的方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910148370.2 (22)申请日 2019.02.28 (71)申请人 中国计量大学 地址 310018 浙江省杭州市江干区下沙高 教园区学源街258号中国计量大学 (72)发明人 严永强 金怀洲 金尚忠 徐睿 石岩 赵天琦 袁骁霖 周亚东 赵春柳 (51)Int.Cl. G01S 15/02(2006.01) G01S 15/89(2006.01) G06K 9/00(2006.01) G06K 9/32(2006.01) G06T 7/70(2017.01) (54)发明名称 一种特定水下目标自动搜索定位的方法 (57)摘要 本发明公开了一种特定水下目标自动搜索 定位的方法，通过将自主水下潜航器AUV作为可 移动的声纳信号接收换能器阵列，使得水底声纳 图像采集更加便捷高效全面，采用EKF -SLAM算法 和芯片级原子钟CSAC提高自主水下潜航器的定 位精度，应用机器学习形成特定水下目标的光学 和声学图像数据特征集，在自主水下潜航器AUV 进行特征识别后对可能的目标数据回传母船进 行人为二次判别， 大大提高了目标搜索的效率。权利要求书2页 说明书8页 附图3页CN 109856638 A 2019.06.07 C N 109856638 A
权 利 要 求 书1/2页CN 109856638 A 1.一种特定水下目标自动搜索定位的方法，该方法包括： S0:特定水下目标自动搜索定位系统构成包括母船、浮标和自主水下潜航器AUV； S1:获取特定水下目标的光学和声学图像特征数据集，并存储于自主水下潜航器AUV 中； S2:目标水下区域的海底声纳图像的获取； S3:对所述海底声纳图像进行分析，选定特定水下目标潜在区域； S4:将母船，浮标和自主水下潜航器AUV进行时钟同步，投放自主水下潜航器AUV对所述特定水下目标潜在区域按照程序规划路线进行自主搜索； S5:对AUV回传的数据信息进行分析，判别后确定特定水下目标位置。 2.根据权利要求1所述的一种特定水下目标自动搜索定位的方法，其特征在于：所述的浮标的功能模块包括： 水下通信模块，包括发射换能器，接收换能器，声波调制解调器； 水上通信模块，用于浮标之间信号中转或浮标与母船之间的通讯； GPS模块，用于浮标的准确定位； 芯片级原子钟CSAC时钟，由芯片原子钟集成，用于时钟同步和提高自主水下潜航器AUV 的定位精度； 能源模块：包括太阳能电池板、蓄电池和可拆卸的与母船相连接的供电电缆。 3.根据权利要求1所述的一种特定水下目标自动搜索定位的方法，其特征在于：所述的自主水下潜航器AUV功能模块包括 水下通信模块，包括发射换能器，接收换能器，声波调制解调器； 水上通信模块，用于自主水下潜航器AUV之间信号中转或自主水下潜航器AUV与母船或浮标之间的通讯； GPS模块，用于自主水下潜航器AUV的准确定位； 芯片级原子钟CSAC时钟，由芯片原子钟集成，用于时钟同步和提高自主水下潜航器AUV 的定位精度； 惯性成像模块，包括多普勒速度仪DVL，光纤陀螺仪FOG，深度计，用于测量自主水下潜航器AUV各项运动参数，提高自主水下潜航器AUV的定位精度； 光学成像模块，包括高清水下摄像机，用于采集图像后用于目标特征判别和回传母船人为二次判定； 声学成像模块，包括主动前视成像声纳，用于形成水下目标物的声纳图像进行目标特征判别和自主水下潜航器AUV定位。 4.根据权利要求1所述的一种特定水下目标自动搜索定位的方法，其特征在于：S1所述的特定水下目标的光学和声学图像特征数据集的获取，具体方法为，在模拟环境下采集特定水下目标的光学和声学数据，通过机器学习神经网络训练形成特征数据集，或者采用已有的相似的特征数据集。 5.根据权利要求1所述的一种特定水下目标自动搜索定位的方法，其特征在于：S2所述的目标水下区域的水下声纳图像的获取，具体方法为：装有大功率声纳设备的母船向水下发射调制声纳信号，自主水下潜航器AUV作为可移动的换能器阵列，对反射的声波信号进行分布式采集，经过数据处理后形成声纳图像。 2
水下砼灌注桩钢筋笼的准确定位及防止其上浮的措施
水下砼灌注桩钢筋笼的准确定位及防止其上浮的措施 1 保证安装在砼灌注桩中钢筋笼位置的准确的方法1.1 桩基定位要准确和做好保护桩的工作在桩施工前，首先要进行桩基位置的定位，桩位的准确是保证桩基及钢筋笼子位置准确的前提条件，这里就涉及到工程施工中桩基的定位的问题，施工员的工作不仅要把桩基的位置找准，而且还要做好保护桩的工作，以备桩基施工钢筋定位等后期使用。施工现场都要出入一些大型工程车辆，一不注意就将事先布置好的保护桩碾压破坏掉，因此在做保护桩的时候，考虑的是不仅能方便恢复桩位点，而且还要尽量避免做好的保护桩遭到破坏。以上只是最基本的保证桩基位置准确的方法，更重要的是保证钢筋笼在桩基中混凝土位置的准确，下面进行一些简要的介绍。1. 2 护筒的质量、规格要满足施工的要求钻孔使用的护筒要圆而且制作护筒的钢板不能小于8 毫米（冲击钻施工时用的护筒的钢板不能小于12 毫米），护筒的直径应比桩基的直径大约200~300 毫米左右即可（冲击钻施工时护筒的直径要比上述值适当大些），埋设护筒时使其中心与桩位的中心重合，（规范中规定误差不能超过50 毫米，实际操作中要控制在20 毫米内），因为护筒是保证钢筋笼位置准确的第一个屏障，钢筋笼子要通过护筒安装进桩基钻孔内。另外护筒周围的回填土要尽量用不易渗水的粘土或煤矸石粉沫等回填，并要夯打结实。防止钻孔施工时外溢的泥浆渗过护筒周围的回填土，从而使护筒的位置倾斜或者发生位置改变。1. 3 做到钻杆中心和桩位中心重合埋好护筒后开始稳钻机，钻机的基础平
台要平整和结实，稳钻机时最重要的是保证钻杆的中心和桩位的中心要重合，并且要保证钻机的竖直，使钻机的磨盘中心和桩位的中心重合为止（通过吊线坠检查两者误差不宜超过10 毫米）；冲击钻是使其钢丝绳中心和桩位的中心重合，经校和无误后才能制备泥浆准备钻孔。在钻孔的过程，通过保护桩恢复桩位中心，在钻孔时，要经常检查、校和钻杆的中心是否与桩位中心重合。1.4 壁杆与吊线坠相结合的方法来控制钢筋笼子的位置准确性为了保证安装后的钢筋笼能在钻孔灌注桩的中心位置，通常在安装钢筋笼之前，用长6m~8m，直径50~80mm 的钢管在一端焊接上?型的挂钩，制作4～6 个壁杆，均匀挂在护筒的四周后，才能开始安装钢筋笼子。在护筒的周围均匀安装4～6 个壁杆的目的是能使钢筋笼在壁杆的挤靠下，在钻孔内保持垂直，同时也能有效防止钢筋笼嵌入孔壁的泥里，设计上在钢筋笼周围上焊接几个长几十厘米长的]型的钢筋来做混凝土的保护层几乎是没有用的，经过实践检验，壁杆的作用基本上能控制住钢筋笼的位置，使其不会有产生太大的偏差，使钢筋笼子的位置基本上能满足规范规定的要求。精确的控制还要用吊线坠来实现，在安装完钢筋笼后，通过保护桩恢复桩位的中心点，然后抽孔内的泥浆，直到漏出钢筋笼的顶面，在钢筋笼的顶端挂十字线，用线坠来校和钢筋笼上挂的十字线中心与桩位的中心是否重合，否则用大锤、钢管敲打、撬动钢筋笼的吊筋使其中心与桩位的中心重合为止。但当钢筋笼的顶面至泥浆的上面距离较大时，抽泥浆的方法往往容易造成塌方，因此用吊线坠的方法就不再适用。
高精度超短基线在水下定位中的应用
高精度超短基线定位系统在水下定位中的应用 张粤宁1 刘鹏2 （1.武汉长江航道救助打捞局，武汉430014；2.上海地海仪器有限公司，上海 200233） 摘要：声学定位系统（Acoustic Positioning System）的技术研究和应用开发在现代海洋科学调查和水下施工中起着重要作用。本文以某品牌超短基线定位系统为例，就超短基线（Ultra Short BaseLine）声学定位系统的原理、应用范围等几个方面展开讨论，同时介绍了高精度超短基线工程中的实际应用，对使用过程中影响定位性能的主要因素进行了简单分析。 关键词：超短基线水下定位 1概述 20世纪90年代以来，世界先进国家的海洋调查技术手段逐步成熟与完善，其中超短基线（简称USBL）水下设备大地定位技术也获得了长足的发展。高精度水下定位系统具有广泛的用途，在海洋探测研究、海洋工程、水下建筑物施工、潜水员水下作业、水下考古、海洋国防建设等方面，都离不开水下定位系统为其提供高精度、高质量的定位资料，因此高精度水下定位技术对维护国家领土权益和国民经济建设都具有重要意义。 1．1关于水下声学定位系统 20世纪50～60 年代，在国际上，随着光、声、磁等技术的不断发展，在大力开发海洋自然资源和海洋工程的进程中，水下探测技术得到了较大发展，相继开发了一系列先进的、高效能的水下探测设备：在各种水下检测的光、声、磁技术中，由于水下光波衰减很快，即使是波长最长、传播最远的红外光波在水中传播到了几米以后也衰减完了，而声波和电磁波在水中有良好的传播性，因而，声呐、磁探和超短基线成为水下检测的有效方法。 声学定位系统最初是在19世纪60年代的时候被开发出来用于支持水下调查研究。从那时起，这类系统便在为拖体，ROV等水下目标的定位中成为了重要角色。声学定位系统能够在有限的区域内提供非常高的位置可重复精度，甚至在远离海岸。对大多数用户来说，可重复性精度要比绝对精度重要。 在声学定位系统中，有3种主要的技术：长基线定位（LBL），短基线定位（SBL），和超短基线定位（SSBL/USBL），有些现代的定位系统能组合使用以上技术。 长基线（LBL）:长基线定位能在宽广的区域内提供高精度的位置，它需要至少3个应答器组成的阵列部署在海底上的已知点上，水面舰只安装一个换能器。换能器测量 出到水底应答器的斜距，从而计算出自身的坐标位置。
精确定位相对点的常用方法
在AUTOCAD里完全能用的上啊，很好用的。 CAD图形对象通常是通过指定点的位置或输入坐标值来绘制的。尧创CAD2010的定位功能功能异常丰富，可以输入绝对坐标值定位，可以捕捉对象特征点精确定位，可以运用正交导航、极轴导航、对象追踪导航定位，还可以输入相对坐标值进行定位……。其中，输入相对坐标值定点的方法用得比较普遍，也最灵活多变。下面以如何定位图中的圆心为例介绍几种精确定位相对点的常用方法： 图（一） 1. 直接距离输入法 直接距离输入法：通过移动光标指示方向然后输入距离来指定点。 直接距离输入法与极轴导航结合使用，可以绘制指定长度和角度的直线。其操作步骤： 1）启动 LINE 命令并指定第一点； 2）移动光标，直到显示与要绘制直线相同的角度的导航虚线（前提：极轴导航开启，设置极轴导航角中包括所要绘制的角度）。 3）在命令提示下，输入距离。 直接距离输入法也可以和对象捕捉和对象追踪结合使用，准确定位相对于对象追踪点指定方向和距离的点。 图（一）中圆心的定位方法： 1）启动（指定圆心、半径）画圆命令； 2）移动光标到L2的中点稍作停留，将中点设置成对象追踪点； 3）沿中点向上移动光标，以指示方向； 4）输入距离13，圆心即可正确定位。 2. TK方法 追踪（命令：tk）：可指定一系列临时点，每个点均自上一点偏移。 图（一）中圆心的定位方法： 命令： _circle 指定圆的圆心或 [三点(3P)/两点(2P)/相切、相切、半径(T)]: tk //启动画圆命令后，再输入tk追踪，
第一个追踪点: //单击红色标识点作为第一个临时追踪点 下一点 (按 ENTER 键结束追踪): 20 //向第一个临时追踪点右方移动光标，输入偏移距离20,确定第二个临时追踪点 下一点 (按 ENTER 键结束追踪): 13 //向第二个临时追踪点上方移动光标，输入偏移距离13,确定第三个临时追踪点 下一点 (按 ENTER 键结束追踪): //按 ENTER 键结束追踪,距离红色标识点（@20,13）处的点被选中作圆心 指定圆的半径或 [直径(D)]: 6 //输入半径，回车完成
深水条件水下帷幕灌浆钻孔定位方法研究
31 深水条件水下帷幕灌浆钻孔定位方法研究 王雍1，钟久安2，袁永定1，张五泉1 （1.国家电投云南国际电力投资有限公司，云南 昆明 650228； 2.北京振冲工程股份有限公司，北京 100102） 摘 要：介绍某水电站深水条件下水下帷幕灌浆钻孔定位的方法及通过制定严格的水下操作规程，进行潜水试验步聚，所有帷幕灌浆钻孔定位精度和施工质量满足规范标准要求，在高程962m 水位下，坝后渗漏量从灌浆前的290L/s 下降到102L/s，深水条件下帷幕灌浆成效明显。深水条件下钻孔定位精确的基础是必须建立稳固的水面作业平台。关键词：深水；帷幕灌浆；钻孔定位 中图分类号：TV543 文献标识码：B 文章编号：1006-3951(2016)05-0031-03DOI：10.3969/j.issn.1006-3951.2016.05.008 收稿日期：2016-04-08 科技项目：高面板堆石坝绕坝渗漏综合治理研究项目（CP1201602） 作者简介：王雍(1969)，男，湖南邵阳人，高级工程师，工学硕士，主要从事水电工程设计与建设管理。 * 云南水力发电 YUNNAN WATER POWER 第32卷第5 期1 研究背景 云南省某水电工程以发电为主，工程等别为Ⅱ等大（2）型工程，拦河坝为混凝土面板堆石坝，最大坝高约144m。工程于2013年12月开始蓄水，蓄水后坝后量水堰渗漏量较大。为此，对左、右岸大坝趾板采取新增帷幕灌浆处理，其中大部分灌浆需要在水下施工，施工期间库水位控制在高程961～963m 之间，最大施工水深约53m。水深超过50m 环境下实施水下帷幕灌浆存在许多技术难题，动水条件下灌浆、钻孔定位[1]、深水作业等施工工艺难度大[2]，国内类似工程很少见，针对这一工程问题开展系列施工技术研究，取得多项成果并成功应用于工程实际。 2 水下钻孔定位的难点和实现 水下帷幕灌浆钻孔孔位的准确性直接影响到帷幕是否能够达到设计要求，发挥应有的截水防渗功能；同时，由于大坝趾板宽度有限，为了避免新增帷幕灌浆钻孔定位不准确，造成对大坝趾板原防渗体系的破坏，故对新增钻孔需要精准定位钻进，才能保证新增帷幕灌浆质量。通过现场对水下精确定位多种方案的比较研究，克服了许多的技术困难[3]，取得了技术成功。 2.1 深水下潜水作业 水深超过50m 进行水下潜水作业已经属于空气潜水的极限，虽然能够下潜至该深度，但是水下作业时间仅允许10min 左右，而减压时间却需 要60min，甚至更长[4]，大量持续的水下作业对潜水员工作要求高。现场施工时需要进行55m 深水空气潜水试验，做好各项保护措施。 2.2 深水下定位测量 水下钻孔首先要解决的是将孔位坐标测放至大坝趾板开孔位置，开孔位置位于深水下，定位难度大，无法直接测出孔位。可以先将孔位坐标测放到已经固定好的水面作业平台上，在平台上通过测量绳、钻杆导引至水下，水下再由潜水员通过潜水表确定大致水深，确定钻孔大致位置，再通过水工结构物轮廓线进行精确测量定位钻孔。2.3 深水下淤积严重。 由于工程已蓄水运行较长，水下帷幕灌浆作业面已沉积大量泥沙堆积物，淤积厚度严重时超过3m 厚，大大增加了钻孔定位的难度。可以通过潜水员在水下先使用高压水对淤积覆盖层进行冲击清理[5]，再采用跟管钻进的方式，钻进穿过淤厚积覆盖层。 2.4 钻孔作业面为倾斜面 大坝趾板面一般为斜面，在斜面上直接开孔时钻头容易偏移，造成开孔段孔斜控制难度大。需要潜水员水下先进行定位钢筋施工，后续开孔时，由潜水员指挥将钻具套至定位钢筋中，再开孔钻进。 3 深水下钻孔定位方法及步骤 按照水下淤积覆盖层厚度，分水底积淤能清
(精密单点定位)
简介 精密单点定位--precise point positioning（PPP） 所谓的精密单点定位指的是利用全球若干地面跟踪站的GPS 观测数据计算出的精密卫星轨道和卫星钟差, 对单台GPS 接收机所采集的相位和伪距观测值进行定位解算。利用这种预报的GPS 卫星的精密星历或事后的精密星历作为已知坐标起算数据; 同时利用某种方式得到的精密卫星钟差来替代用户GPS 定位观测值方程中的卫星钟差参数; 用户利用单台GPS 双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内的任意位置都可以2- 4dm级的精度, 进行实时动态定位或2- 4cm级的精度进行较快速的静态定位, 精密单点定位技术 是实现全球精密实时动态定位与导航的关键技术,也是GPS 定位方面的前沿研究方向。 编辑本段精密单点定位基本原理 GPS 精密单点定位一般采用单台双频GPS 接收机, 利用IGS 提供的精密星历和卫星钟差,基于载波相位观测值进行的高精度定位。所解算出来的坐标和使用的IGS 精密星历的坐标框架即ITRF 框架系列一致, 而不是常用的WGS- 84 坐标系统下的坐标,因此IGS 精密星历与GPS 广播星历所对应的参考框架不同。 编辑本段密单点定位的主要误差及其改正模型 在精密单点定位中, 影响其定位结果的主要的误差包括:与卫星有关的误差(卫星钟差、卫星轨道误差、相对论效应);与接收机和测站有关的误差(接收机钟差、接收机天线相位误差、地球潮汐、地球自转等);与信号传播有关的误差(对流层延迟误差、电离层延迟误差和多路径效应)。由于精密单点定位没有使用双差分观测值, 所有很多的误差没有消除或削弱,所以必须组成各项误差估计方程来消除粗差。有两种方法来解决:a.对于可以精确模型化的误差,采用模型改正。b.对于不可以精确模型化的误差,加入参数估计或者使用组合观测值。如双频观测值组合,消除电离层延迟;不同类型观测值的组合,不但消除电离层延迟,也消除了卫星钟差、接收机钟差;不同类型的单频观测值之间的线性组合消除了伪距测量的噪声,当然观测时间要足够的长,才能保证精度。 什么是PPP（精密单点定位）？ (2009-08-02 13:58:03) GPS从投入使用以来，其相对定位的定位方式发展得很快，从最先的码相对定位到现在的RTK，使GPS的定位精度不断升高。而绝对定位即单点定位发展得相对缓慢，传统的GPS 单点定位是利用测码伪距观测值以及由广播星历所提供的卫星轨道参数和卫星钟改正数进行的。其优点是数据采集和数据处理较为方便、自由、简单, 用户在任一时刻只需用一台GPS 接收机就能获得WGS284 坐标系中的三维坐标。但由于伪距观测值的精度一般为数分米至数米;用广播星历所求得的卫星位置的误差可达数米至数十米, 卫星钟改正数的误差为±20
高精度快速定位技术与算法
高精度快速定位技术与算法 RTK (Real Time Kinematic)技术是GPS实时动态定位技术，它将GPS与数传技术相结合，实时解算并进行数据处理，在 1～ 2s 的时间里得到高精度的位置信息。 常规 RTK技术是一种对动态用户进行实时相对定位的技术，该技术也可用于快速静态定位。进行常规RTK工作时，基准站需将自己所获得的载波相位观测值 (最好加上测码伪距观测值)及站坐标，通过数据通信链实时播发给在其周围工作的动态用户。于是这些动态用户就能依据自己获得的相同历元的载波相位观测值 (最好加上测码伪距观测值)和广播星历进行实时相对定位，并进而根据基准站的站坐标求得自己的瞬时位置。为消除卫星钟和接收机钟的钟差，削弱卫星星历误差、电离层延迟误差和对流层延迟误差的影响，在 RTK中通常都采用双差观测值。 RTK技术是建立在流动站与基准站误差强相关这一假设的基础上的。当流动站离基准站较近 (例如不超过 1 0～ 1 5km)时，上述假设一般均能较好地成立，此时利用一个或数个历元的观测资料即可获得厘米级精度的定位结果。然而随着流动站和基准站间间距的增加，误差相关性将变得越来越差。轨道偏差，电离层延迟的残余误差和对流层延迟的残余误差项都将迅速增加。从而导致难以正确确定整周模糊度，无法获得固定解。 这项技术始于2 0世纪 90年代初，极大地拓展了GPS的使用空间，代表着高精度GPS的最高水平。但是RTK技术有着一定局限性，当流动站和基准站间的距离大于 50 km时，常规 RTK的单历元解一般只能达到分米级的精度，使其在应用中受到限制： 1. 用户需要架设本地的参考站 2. 误差随距离增长 3. 误差增长使流动站和参考站距离受到限制 4. 可靠性和可行性随距离降低。 在这种情况下为了获得高精度的定位结果就必须采取一些特殊的方法和措施，于是网络 RTK技术便应运而生了。 VRS(Virtual Reference Station)是虚拟参考站，代表GPS网络 RTK技术。它的出现使一个地区的所有测绘工作成为一个有机的整体，扩展了 RTK的作业范围，使GPS的应用更广泛，精度和可靠性也进一步提高。