多传感器辅助的GNSS姿态测量完好性监测研究

在过去的三年中，全球卫星导航进入了迅猛的发展期，特别是中国北斗系统，其在轨可用卫星数目不断增加，服务功能不断增强，不同星座系统的兼容与互操作性得到进一步加强。本项目的研究对象是基于姿态测量的GNSS/多传感器完好性监测理论和方法，这也是目前已知的首次将定位域RAIM思想拓展到姿态测量的完好性监测（即测姿域RAIM）。通过三年研究，提出了一些新的概念和方法，做出了有益的探索和尝试，达到了预期研究目标。主要研究进展和成果包括： 1、初步形成姿态测量RAIM的模型框架和参数评估。引入姿态质量测度AQM、最大姿态允许警报率、最小检测概率、保护水平、残差阈值等，对于GNSS及传感器组合测姿的载波差分界定问题，提供一种新的思路。 2、深入分析多星座GNSS姿态测量RAIM算法和关键技术。对于多星座GNSS姿态测量技术不是新题目，而本研究侧重于结合RAIM算法的姿态测量，从两点着手：一是在局部区域卫星数目的瞬间变化及DOP值突变，对载波观测及整周模糊度解算的影响，采用了星座预测技术以增强完好性监测在盲点区域的监测及恢复能力，提高了姿态完好性监测的自适应能力；二是经过理论分析，提出基于模糊度函数法的姿态测量完好性监测算法。 3、构建惯导/电子罗盘辅助的GNSS测姿RAIM原型系统和算法研究，使得前面探讨的概念、算法有一个依托和可实现的对象。提出一种Multispeed SINS算法并仿真实现，开展多源传感器融合方式下的姿态完好性监测滤波技术与评估，取得较好的实验结果。 4、提出一种面向RAIM基于FPGA的GNSS/INS组合系统的时间同步技术。它可有效消除导航传感器测量数据之间的时间误差，为INS和辅助导航传感器的测量数据添加时间标签，实现毫秒级的组合导航数据同步精度。 其他成果还有获得上海市人才发展资金资助1项，申请发明专利1项，出版收录论文3篇，其中一篇SCI的影响因子达到1.5，与其他课题组一起培养研究生3人。

卫星导航发展的显著特征是多GNSS系统角逐并存：新系统建立、老系统升级换代、系统级兼容互操作需求强烈。GNSS完好性监测包括星基、陆基增强和用户接收机自主完好性监测技术（RAIM），其中RAIM 具有灵活、可靠、硬件代价小而受到青睐。随着新一代导航、空中交管技术的发展和需求，本课题首次将定位域RAIM思想拓展到姿态测量的完好性监测（即测姿域RAIM），以期解决GNSS及传感器组合测姿的潜在问题。研究目的是利用多导航星座系统和多传感器源，研究测姿域RAIM基本理论和方法，提出对应的验证手段和指标，提高导航与姿态测量精度和可用性。研究内容涵盖测姿域RAIM 基本概念原理、多星座GNSS 姿态测量及其完好性监测、多传感器辅助GNSS 姿态测量及其完好性监测。预期目标是构建姿态测量完好性理论体系，掌握其在多星座和多传感器融合系统中仿真与试验技术。

本书是作者在GNSS变形监测数据处理与高边坡变形分析方面的研究成果，主要内容包括GNSS定位数据处理基础、整周模糊度估计、单历元变形监测方法、非线性变形预测与变形稳定性分析方法，以及所阐述理论方法在高边坡工程中的应用研究。 2100433B

《GNSS工程控制测量技术与应用/技术专著系列》围绕GNSS工程控制测量技术与应用这一主题，系统总结了外有关GNSS工程控制测量技术设计、测量实施及数据处理研究成果，其中也包括了作者在工程实践中的研究成果和经验总结，全书体现了密切结合工程实际兼具鲜明的应用性特点。全书共分11个章节，内容涉及GNSS基本测量原理、GNSS工程控制测量技术设计、GNSS测量误差、工程测量坐标系建立关键技术、基线解算、网平差与联合平差、GNSS高程测量、GNSS变形监测、RTK控制测量等方面。

《GNSS工程控制测量技术与应用/技术专著系列》既可作为工程测量技术人员的参考用书，亦可供从事G：NSS工程技术研究、测绘生产的科技人员参阅。

第一章 步行友好性发展概述

第一节 发展背景

第二节 研究目的与意义

第三节 相关概念辨析

第四节 国内外研究动态

第五节 研究方法、研究内容与研究框架

第二章 与步行友好性相关的理论思考、政策措施与评价方法

第一节 与步行友好性相关的理论

第二节 与步行友好性相关的设计指引与街道设计手册

第三节 对步行友好性的评价方法和标准

第四节 对武汉市住区步行友好性相关指标的界定和测度

第五节 本章小结

第三章 武汉市住区步行友好性案例研究

第一节 武汉现代城市住区步行体系历史发展脉络与研究样本

第二节 研究重点

第三节 数据采集与分析

第四节 本章小结

第四章 武汉市住区与国外其他城市的步行友好性比较研究

第一节 武汉与美国奥斯汀的比较研究

第二节 武汉与英国伦敦的比较

第三节 武汉与日本东京的比较研究

第四节 武汉与柯布西耶的理想城比较

第五节 对典型城市道路连通性的研究

第六节 本章小结

第五章 实现步行友好的武汉城市住区设计策略

第一节 武汉现有优势与存在的问题

第二节 国外城市对武汉市的启示

第三节 武汉市住区步行友好性设计策略

第六章 结论与展望

第一节 结论

第二节 创新点

第三节 未来研究展望

参考文献

附录A 武汉市居住区居民步行满意度调查表

附录B 澳大利亚步行审查工具

后记2100433B