基于低轨卫星(LEO)增强的GPS/BDS站星差分精密定位方法关键技术研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    41704002
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    王磊
  • 依托单位：
    武汉大学
  • 学科分类：
    D0401.物理大地测量学
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Carrier phase-based real-time kinematic positioning technique (RTK) and precise point positioning (PPP) technique are two mainstream satellite based precise positioning techniques. PPP faces a number of technical challenges from real-time, global scale, fast precise positioning, especially in terms of multi-GNSS context. RTK technique eliminate or mitigate the impact of errors by observation domain difference, which has simple mathematical model, low latency, and also mature theoretical framework, while its service coverage is limited by the ground reference station. In this study, the low earth orbiters (LEO) are treated as moving reference station. A satellite-ground station differential system is formed by precise LEO orbit and high quality space-borne observations, which can be used to improve the positioning accuracy in ocean, polar region, and rural area. In this study, we plan to investigate the satellite-ground differential system in terms of user-end algorithm and selected key questions. This plan takes advantage of RTK model and also stretch its coverage region to a global scale. We have a deep though on the contribution of LEO in satellite navigation augmentation, and also provide a new solution to the global precise positioning services.
载波相位差分定位技术(RTK)和精密单点定位技术(PPP)是两种主流的精密卫星导航定位技术。PPP技术实现实时的全球尺度的快速精密定位仍然存在一定的技术挑战，特别是在多GNSS系统条件下。而RTK技术则通过观测值域的差分方法消除或削弱误差的影响，具有模型简单，实时性好，理论成熟等优势，但其作业范围受地面基站布设的限制。本项目提出将低轨卫星平台看作移动的参考站系统，利用高精度轨道和高质量的星载接收机观测值和地面用户形成站星差分系统来提高海洋，极地，偏远地区用户的定位精度。本项目拟对站星差分精密定位系统的用户端算法和若干关键问题进行深入研究。该设想既利用了RTK模型的优势能够将RTK作业范围扩展到全球尺度。该设想对低轨卫星在导航增强方面的应用做了深入的思考，也为建立全球精密定位服务提供了新的解决方案。

结项摘要

基于低轨卫星增强的星站差分精密定位方法能够有效地解决地面RTK定位服务范围有限的问题，利用全球移动的LEO卫星与地面用户观测值形成双差观测值可以消除很多GNSS信号中的误差源，达到简化定位模型，提高定位精度的目的。本项目针对LEO卫星增强的星站差分定位的关键问题，包括低轨卫星电离层建模与硬件延迟估计，实时RTK自适应无缝换站算法，星地RTK定位中模糊度解算问题以及星地差分定位的数学模型，并且依托GRACE卫星，SWARM卫星和珞珈一号卫星开展了星站差分增强定位实验。结果显示星地差分RTK定位方法能够实现平面0.2~0.3米的定位精度，收敛时间小于1分钟。本项目提出的状态域闭合差法能够有效的解决实时多参考站RTK无缝切换参考站的问题，不但能解决星站差分问题中的参考站切换问题，也同样适用于地面长距离RTK的换站问题，扩展了RTK定位服务的有效范围。低轨卫星增强的星站差分方法虽然在LEO实时精密定轨，大气精密建模等方面仍存在一些技术挑战，但是在全球覆盖性，计算复杂度，收敛时间等方面都具有明显的优势，在海洋精密定位，航空应用等领域具有较大的应用潜力。

项目成果

期刊论文数量（15）
专著数量（1）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（3）
专利数量（3）
A Self-Organizing Spatial Clustering Approach to Support Large-Scale Network RTK Systems.
支持大规模网络 RTK 系统的自组织空间聚类方法
  • DOI：
    10.3390/s18061855
  • 发表时间：
    2018-06-06
  • 期刊：
    Sensors (Basel, Switzerland)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Shen L;Guo J;Wang L
  • 通讯作者：
    Wang L
CMFALL: A Cascade and Parallel Multi-State Fall Detection Algorithm Using Waist-Mounted Tri-Axial Accelerometer Signals
CMFALL：使用腰部安装的三轴加速度计信号的级联并行多状态跌倒检测算法
  • DOI：
    10.1109/tce.2020.3000338
  • 发表时间：
    2020-08-01
  • 期刊：
    IEEE TRANSACTIONS ON CONSUMER ELECTRONICS
  • 影响因子：
    4.3
  • 作者：
    Wang, Gaojing;Li, Qingquan;Liu, Zheng
  • 通讯作者：
    Liu, Zheng
A Practical Adaptive Clock Offset Prediction Model for the Beidou-2 System
一种实用的北斗二号系统自适应时钟偏移预​​测模型
  • DOI：
    10.3390/rs11161850
  • 发表时间：
    2019-08
  • 期刊：
    Remote Sensing
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Xu Beizhen;Wang Lei;Fu Wenju;Chen Ruizhi;Li Tao;Zhang Xinxin
  • 通讯作者：
    Zhang Xinxin
Elderly Fall Detection with an Accelerometer Using Lightweight Neural Networks
使用轻量级神经网络通过加速度计检测老年人跌倒
  • DOI：
    10.3390/electronics8111354
  • 发表时间：
    2019-11
  • 期刊：
    Electronics
  • 影响因子：
    2.9
  • 作者：
    Wang Gaojing;Li Qingquan;Wang Lei;Zhang Yuanshi;Liu Zheng
  • 通讯作者：
    Liu Zheng
A Controllable Success Fix Rate Threshold Determination Method for GNSS Ambiguity Acceptance Tests
GNSS模糊度验收测试的可控成功修复率阈值确定方法
  • DOI：
    10.3390/rs11070804
  • 发表时间：
    2019-04-01
  • 期刊：
    REMOTE SENSING
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Wang，Lei;Chen，Ruizhi;Guo，Jiming
  • 通讯作者：
    Guo，Jiming

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其他文献

YBCO带材有限元细化模型电磁应力研究
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
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  • 通讯作者：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
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  • 作者：
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  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    中药材
  • 影响因子：
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  • 作者：
    王亚凤;何瑞杰;颜小捷;王磊;李典鹏;黄永林
  • 通讯作者：
    黄永林

其他文献

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基于GPS/北斗的多源增强信息随遇接入的低轨卫星实时精密定轨关键技术研究
  • 批准号：
    42074036
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  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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