甘肃省高精度北斗定位技术工程实验室

作者: 时间:2018-09-13 点击数:

甘肃省高精度北斗定位技术工程实验室

甘肃省高精度北斗定位技术工程实验室(以下简称实验室)由兰州交通大学发起申报,由兰州交通大学、甘肃省无线电频谱技术及应用联合实验室、中铁西北科学研究院有限公司、兰州神龙航空科技有限公司、兰州众仕通电子科技有限公司、兰州嘉信仕通电子有限公司共同组建,具有高校、实验室、企业强强联合的特点,在研发、生产和工程实践过程中可以实现优势互补。

本实验室的工程应用主要分为两个方向:

1.北斗测姿/测向:

随着人们对GPS认识的加深,GPS不仅在导航、测速、测时等方面得到更广泛的应用,而且其应用领域不断扩大,目前GPS的最新应用是利用复合多天线系统基于相位干涉的原理来确定载体的姿态。利用复合多天线系统进行载体姿态的研究获得了巨大的成功,并且随着对载波相位差测量精度的提高,姿态测量的精度也越来越高。但是,由于GPS的军事用途以及其独有技术,国内在相关技术方面的应用受到了很大限制,尤其是电子干扰。北斗导航定位系统是我国独有的系统,在信号的可靠性,稳定性方面不会受到其他国家的干扰,这样就提高了产品的可靠性与稳定性。

在未来的产品中,基于本国的北斗导航定位系统将会有更大的市场,本项目的目标是采用北斗定位导航系统,建立基于北斗2的姿态测量产品,可以在军事、民用领域同时应用。在军事上可以有效脱离对GPS的依赖,提高安全系数,增强自主知识产权意识,提高产品应用领域尤其是军事领域的可靠性、安全性和自主性。

本课题来源于甘肃省财政厅以及甘肃省工业和信息化委员会于2014年发布的第二批省工业和信息化项目。本项目的目标是在现有的GPS姿态测量系统的基础上,开发一种北斗姿态测量监测系统,集“北斗/GPS卫星定位”、“多天线”、“高精度数字载波相位处理解算”、“GPRS/CDMA/北斗通信”传输于一体,可实现数据自动化采集、监测和管理,可广泛用于车辆、飞机舰船火炮等姿态监测。

1 获奖证书及无人机现场控制图片

2 北斗测姿测向控制呈现界面

2.路基形变监测

地质灾害是对人类生命财产安全造成严重危害或潜在威胁的地质现象,它伴随着人类历史而存。迄今为止,人类活动或加剧或减弱地质灾害的发生与危害程度,但无法完全消除或阻止其发生。除了地震、火山、海啸等突发性地质灾害会给人类造成难以估算的毁灭性灾难外,滑坡、地面沉降和地裂缝等一些缓变型地质灾害,同样会给人民生命财产、区域和城市经济发展带来巨大损失。我国地域幅员辽阔,地质灾害种类多、分布广、活动频、危害重,是世界上地质灾害最为严重的国家之一。据统计,近年来除地震以外的各类地质灾害每年平均造成 1000多人死亡、直接经济损失达 100亿元以上。据中国地质环境监测院统计,仅在201319月,全国就发生地质灾害 14511 起,其中滑坡9385起、崩塌3025起、泥石1451起、地面塌陷327起、地裂缝298起、地面沉降25起,共造成448人死亡、196人失踪、996人受伤,直接经济损99.亿元。

北斗一号”卫星系统是我国自主研发的拥有自主知识产权的军民两用的导航定位系统,是我国的第一代导航定位系统,也是世界上继美国的GPS 和俄罗斯的GLONASS之后的第三个已建成并投入使用的卫星导航定位系统。下一代北斗卫星系统也正在建设之中。除了定位功能外,北斗卫星系统还具备短报文通信功能,这是目前其它全球导航卫星系统所不具备的特点。 自从200312 月系统建成以来,“北斗一号”卫星系统开始应用于中国及周边地区的地质灾害监测、渔业、抢险救灾、交通运输、森林防火等领域并取得了一定的成果。我国从 2002 年就开始研究利用“北斗一号”卫星系统传输水情信息,并且陆续建设了一批基于“北斗一号”卫星系统水文远程监测系统,截至2006年我国已有800多个水文监测站利用“北斗一号”卫星系统进行数据传输。

GNSS铁路沉降监测系统是将卫星定位技术、无线通信技术、计算机技术集成的系统,由GPS基准站、GPS监测站、无线通信网及中心站组成。如下所示:

3 自动监测系统结构图

(1)GPS基准站、监测站

GPS基准站接收GPS卫星信号用于基线解算基准。监测站放在位移点上,接收GPS卫星信号,通过与基准站相对定位可测定位移点的变形。

(2)无线通信网

将基准站、监测站接收的GPS卫星信号实时传到中心站。中心站通过通信网监测基准站、监测站的工作状况;并向基准站、监测站发出监控命令。

(3)中心站

1负责整个系统管理,监测基准站、监测站GPS接收机工作状况;对基准站、监测站接收机发出控制指令及设置工作参数。

2实时采集基准站和监测站GPS接收机观测原始数据。

3按设定时间从数据库中自动提取相应基准站和监测站数据,数据处理中心自动解算监测点三维坐标。

4对数据处理中心解算结果实时进行分折,绘制各监测点位移变化时程曲线及沉降变化曲线。对监测点变形进行分析,对变形大的超限点进行报警。

4 接收机外观

5 安装地点示意

6 实时位移趋势图

Copyright © 2017   Powered by    兰州交通大学电子与信息工程学院   All Rightseserved.

地址:兰州交通大学电信学院办公楼    邮编:730070