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  • 2021-07-17 02:04:00

    彭硕玲

    摘  要:多传感器图像融合技术是将多个传感器在相同时间下所取得的有关某个实际场景的图像或者相应的序列信息进行综合,形成一个全新的有关该场景的阐述,而这个阐述无法利用单一传感器来获取。通过将多个传感器所获取的图像信息进行融合,可有效弥补单一传感器图像存在的缺陷,增强图像的质量,有助于对事件及物理现象进行精确的识别、定位和阐述。由于图像信号过于复杂与特殊,多传感器图像融合技术并未取得广泛应用,且尚未构建起统一的理论系统,有待深入研究。

    关键词:图像融合  传感器  质量

    中图分类号:TN91   文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2020)03(b)-0006-02

    目前,利用遥感应用来获取数据信息的手段越来越多,由早期单一的可见光传感器到现阶段的多源传感器,其所收集的数据量越来越大。这些海量的数据对使用人员造成了极大的困扰,使得人们不得不研发更好的数据处理系统,以筛选出高质量的数据信息。通过开展研究发现,由各个传感器所收集的数据,不仅存在一定的互补性,而且存在较大的冗余性,这极大地弥补了单一传感器的缺陷。随后学者们开始尝试将这些海量数据融为一个整体来进行利用,以更好地发挥数据信息的作用。在20世纪80年代,该技术逐渐成为一种全新的技术-数据融合技术,并且在90年代以来,该技术取得了十分广泛的应用,在遥感图像的处理、工业领域等各个范畴中取得了广泛应用,各个数据融合技术也得到了深入的研发。

    1  多传感器图像融合技术的概述

    1.1 概念

    图像融合技术属于多传感器数据融合技术中的一种,指的是将多个图像信息进行融合来获取相同场景下更为准确有效的图像阐述。对于各个图像数据中的互补信息及冗余信息,图像融合可以对其进行更好的利用。这个图像融合与人、机器所具备的视觉特性将会更为符合,有助于人们对图像进行深入的分析,对目标进行有效的检测、识别或者追踪。在某种状况下,由于受到各个因素的影响,如环境、目标所处的位置及状态等,单一传感器所采集的图像信息已无法满足目标及场景的检测需求,而图像融合技术可以很好地解决该问题。作为一种融合信息的一种核心手段,图像融合技术在社会上诸多领域都取得了广泛应用。

    1.2 工作原理

    由于对各个传感器获取的数据信息的互补性进行了充分利用,多传感器信息融合技术可以更加精确可靠地获取环境及目标的信息。与数据融合技术相对应,图像融合技术也存在3级:一是像素级。这一级属于最低层次的融合,其主要是对原始数据信息进行综合处理,如红外、可见光等,这种融合方式具有较高的精确度,且信息丢失量较小,但数据传输的任务量和计算量也是最大的。二是特征级。这一级属于中间层次,是对已完成预处理和特征抽取之后的信息进行综合性处理,从而对多传感器获取的数据信息进行分类、归纳和整理。它不仅可以对信息量进行有效的壓缩,而且可以储存一些重要的信息,并且这种融合方式要比像素融合的速度快。三是决策级。这一级属于最高级的信息融合,在进行融合之前,各个传感器所进行的处理已经实现了决策、分类工作,此时开展融合工作的本质就是根据相应的原则及各个传感器决策级分类的可信性进行协调,从而取得最佳的结论,为各个决策信息提供可靠的依据。这一级的融合具有较快的速度,但一定会损失相应的信息[1]。

    2 多传感器图像融合技术的实际应用

    2.1 应用领域

    目前,该技术已经在社会多个领域取得了广泛应用。(1)智能机器人的领域。可以实现动作的控制、完成环境触觉力矩的反馈、实现目标的识别追踪。通过运用信息融合技术可以促进机器人的发展,而图像融合技术作为信息融合技术的分支,可以实现目标的自动识别。(2)医学影像的领域。手术过程中可以利用计算机进行辅助、对3-D表面进行校准。医学图像融合主要包含了3个步骤,分别为转换、配准和提取信息,该技术主要是运用多源图像来获取互补信息,提升临床诊断与治疗的准确性。(3)制造行业。该技术主要应用于电子线路及零件的检查、产品表面的检测、材料的检验等,同时也可以对产品的生产过程进行监管。(4)军事和司法的领域。该技术可以对陆战、海战及空战的事件及目标进行检测、识别与追逐,也可以用于隐秘武器的探测,同时可以为夜间飞行提供导航服务。(5)遥感的领域。以摄像及数字两种方法为基础的融合技术、电磁光谱的运用等。

    2.2 应用举例

    在军事的领域中图像融合技术有着广泛的应用。现代化的军用广电侦查系统及合成孔径雷达侦察系统有着复杂的载体环境,两个系统所具有的目标也具备显著的不明确性和多元化,同时由于单一传感器所具备的缺陷,仅仅可以收集环境的部分信息或某一个侧面信息,因此,若要利用单一传感器来感知和阐述环境、目标的特征是无法实现的。军事领域获取情报的关键来源就是采用多传感器手段,利用融合技术来融合多源信息,从而对相同事件或目标进行更加精确、更加本质的了解,这对军事侦查发挥着十分重要的作用。通过运用多传感器图像融合技术可以为军事决策提供可靠、精确的情报信息,同时利用该技术可以对多个传感器所获取的情报信息进行有效的整合处理,将各种先进的情报侦察及探测系统进行有效的集成,使它们可以相互弥补自身的不足,可以使各个传感器充分发挥自身在各个领域内的探测优势,实现资源与功能的共享互补、提升探测及对抗的性能、增加信息量。因此,该技术具有较大的应用潜力,其发展已经得到了各个国家的关注[2]。

    3  多传感器图像融合技术的发展趋势

    目前,这种技术大多集中在人眼和目标的识别中,日后的研究及应用领域将会是人们关注的热点,并且可以将目前存在的缺陷加以解决,其主要体现在下列几个方面:(1)对处于未知动态环境下依旧可以正常工作的多传感器图像融合系统进行研发,其中主要包含了可以独立运行的智能系统和辅助人们掌握环境信息的融合系统。(2)对各个融合算法进行研发,尤其是可以进行并行或实时处理的算法,在某些大型系统中,通过运用并行性较高的计算机,可以增强图像融合技术的作用效果。(3)发展多传感器融合技术所需的接口标准,加快相关系统的研发与运用。(4)对神经网络与人工智能相关的内容进行研究,推动特征级与决策级的融合发展。(5)积极研发科学合理的评价方法来评价图像融合的效果,以明确最优的融合算法。(6)对多传感器进行有效的集成工作,在传感器的芯片中包含了多个处理底层信号和融合算法的传感器,目前该工作已逐渐成为研究的重点内容[3]。

    4  结语

    多传感器图像融合技术主要是将各个类型的传感器所获取的相同场景下的各个图像数据信息进行有效的空间配准,并以此为基础将各种图像数据所具有的优势信息进行互补,同时将这些数据信息进行有效的融合,使其成为一种全新的、高质量的、庞大的图像信息。在信息融合技术中,图像融合技术是一个十分重要的分支,目前在军事、医疗、器械等多个领域都取得了广泛的应用。

    参考文献

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  • 全球卫星导航定位技术现状

    千次阅读 2021-06-09 19:11:21
    全球卫星导航定位技术现状

    全球卫星导航定位技术的现状与发展 

     

    【摘 要】随着卫星导航定位系统的发展壮大,全球定位系统进去了与定位、导航、授时、移动通信和因特网等多源信息载体融合的新时期,一直以来我国对全球卫星导航定位系统的探索使得我国成为了拥有自主建设、独立运行卫星导航系统的国家,本次课程论文主要阐述了全球导航定位系统(GNSS)的现状以及发展历程,介绍了GNSS分类、功能、特点以及工作原理等等,并重点阐述了GNSS下全球定位系统(GPS)和北斗导航定位系统在各行各业中的应用和影响,并针对这些应用进行了分析和总结,分析GNSS在实际应用中出现的问题,并找出问题出现的原因以及解决这些问题的方案和办法,最后对全球卫星导航定位系统(GNSS)在我国未来的发展趋势进行了展望。

    关键词: 全球卫星导航定位系统(GNSS);全球定位系统(GPS);北斗卫星导航系统。

    中图分类号:V355,TP311.52     文献标识码: A

     

    Status and development of global satellite navigation and positioning technology

     

    Abstract: With the development of satellite navigation and positioning system, Global Positioning System (GPS), and went in with positioning, navigation, timing, mobile communication and Internet fusion of multi-source information carrier in the new period, has always been our country the search for global satellite navigation and positioning system, makes our country became independent construction, independent satellite navigation system running state, this class paper mainly expounds the Global Navigation and Positioning System ( GNSS ) status quo and the development course , this paper introduces the classification of GNSS, function, characteristic and working principle, and so on, And focusing on the Global Positioning System ( GPS ) of GNSS and beidou navigation positioning system application in all walks of life and influence , and according to these applications are analyzed and summarized, problems arising from the analysis of GNSS in practical application, and find out the cause of the problem and the solutions and measures to  solve these problems, finally to the Global Satellite Navigation and Positioning System ( GNSS) in our country, the development trend of the future is prospected.
    Key words: Global Satellite Navigation and Positioning System (GNSS), Global Positioning System (GPS), beidou 

    1前言

    全球卫星导航定位系统(global navigation satellite system 简称GNSS)是我国的民经济信息化建设的重要组成部分和推进力量,也是建设国家信息体系的重要基础设施,同时也是直接关系到国家安全、经济发展的关键性系统技术平台,近年来GNSS系统在国民经济中占重要组成部分。而GPS(全球定位系统)作为卫星导航定位系统的重要代表已逐渐成为一个全球性的高新技术企业。国家已将全球卫星导航定位系统作为国家高技术工程12个专项之一,可见国家对卫星导航定位系统的高度重视,全球卫星导航定位系统在国家卫星导航系统工业中的广泛应用使得我国的经济实现迅速发展。

     

    2简介

    全球卫星导航定位系(GNSS)是指所有在轨工作的卫星导航系统的总称,它目前可分为全球定位系统(GPS)、中国北斗系统(BDS)、欧盟的伽利略 (GALILEO)和俄罗斯的格洛纳斯 (GLONASS)4 大全球导航系统

    2.1全球定位系统(GPS)

    2.1.1概念

    美国全球定位系统(Global Positioning System 简称GPS)是起始于1958年美国军方的一个项目,它由1973年开始起步,历时20年之久,耗资200亿,于1994年全面建成,其属于一种结合了卫星和通讯发展的技术,由空间部分、控制部分、用户部分三个组成,具有海陆空全方位实时三维导航与定位能力,因此GPS已成为目前全球使用最为广泛的GNSS系统之一。

    2.1.2能和特点

    a.全天候:指这个系统不受时间、气候以及昼夜变化等等条件的影响,无论外界因素的影响多大,都不会造成其观测结果的影响;

    b.高精度:高度精度也就是指所测高度的误差值,单频GPS接收机静态测量(处理后)精度可达非常高的值(±5mm+2ppm·D)。双频GPS接收机静态测量精度和实时动态测量(RTK)精度也可以达到非常高的值,可以准确、高效率地测量数据;

    c.全方位:指GPS野外作业是不受空间的限制,它形成了全方位覆盖全球的网,无论在哪里都可以接收到GPS卫星的信号;

    d.多用途:由于GPS具有全天候、全球覆盖和高精度等的优良性能,全球定位系统不仅可以用于测量定位和导航,还可用于测速和授时、环保、地震、旅游、交通、气象、考古、探险、农业、林业等领域;

    e.高效方便快捷:GPS观测系统操作简单方便,操作时间短,大大的提高了观测系统的效率和速率,为人类节省了大量的人力物力。

    2.1.3操作原理

    GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,然后综合多颗卫星的数据就可以知道接收机的具体位置,要达到这一目的,卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间,再将其乘以光速得到,当GPS卫星正常工作时,会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码(简称伪码)发射导航电文。GPS系统使用的伪码一共有两种,分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz,重复周期一毫秒,码间距1微秒,相当于300m;P码频率10.23MHz,重复周期266.4天,码间距0.1微秒,相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的,保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来,以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码;每三十秒重复一次,每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块,其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时,提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离,再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置,用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。

    2.2俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS)

    2.2.1概念

    GLONASS是由前苏联从20世纪80年代初开始建设的与美国GPS系统类似的卫星导航定位系统,1993年, 俄罗斯开始独自建立本国的全球卫星导航系统;2007年, 导航系统开始运营, 服务范围在俄罗斯境内;2009年, 服务范围拓展到全球;2011年, 在全球正式运行,现在由俄罗斯空间局管理;

    2.2.2功能特点

    GLONASS在定位、测速和精度上有着比其他三个导航系统更具优势,GLONASS定位技术可为全球海陆空以及近地空间的各种军用、民用户全天候、连续不断地提供高精度的三维位置、三维速度和时间等信息,同时,GLONASS还可以和GPS相结合使用,可以大大地增加工作效率;

    2.2.3工作原理

    GLONASS系统精度水平方向可达到16米, 垂直方向可达到25米,它的系统标准配置为24颗卫星, 在定位、测速及定时精度上优于民用精度的GPS, 又可与GPS结合, 提供更好的精度几何因子GDOP (GDOP是一种定位精度参数, 包括水平模糊度、高度模糊度、三维模糊度及时间模糊度四种因子) 。

    2.3北斗卫星导航定位系统(BDS)

    2.3.1概念

    北斗卫星导航定位系统(BeiDou Navigation Satellite System简称BDS)是一个由中国正式实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统,于20世纪80年代开始建成,北斗系统主要包括北斗一号和北斗二号的二代系统;

    2.3.2功能特点

    a.快速定位:北斗导航定位系统的逐渐完善,使得人类可以更加准确地定位地理信息,北斗导航定位系统可以更好地为服务区域内的用户提供全天候、高精度、实时快速的定位服务;

    b.通信简短:北斗系统用户端具有双向数字报文通信能力,可以高效的传送数字,并且其不受距离限制, 可有效应对远距离通信或无线电盲区通信, 能在航空、航海、抢险救灾等活动发挥重要作用;

    c.精密授时:北斗导航系统为用户提供了高效高精度的授时服务,并且其还同时具有单向授时和双向授时两种授时功能,使得授时过程变得准确而又高效率,在军事、通信、金融、电力等对时间同步要求高的行业有非常重要的作用。

    2.4欧盟的伽利略 (GALILEO)

    2.4.1概念

    GALILEO系统是由欧洲研发并建立的自主的、独立的全球多模式卫星导航定位系统,该系统是世界上首个基于民用的全球卫星导航系统。GALILEO系统由30颗卫星组成,其中27颗为工作星,3颗为备份星。

    2.4.2功能和特点

    GALILEO系统为用户提高了高精度、高可靠性的定位服务,也具有覆盖全球的导航和定位服务功能,其中,它有五种常见的服务类型,分别为开放服务(Open Service,OS指向所有公民都开放的免费业务)、商业服务(Commercial Service,CS指为商业提供实施控制接入的有偿服务)、公共管理服务(Public Regulated Service,PRS指为公共管理安全和军事应用提供实施控制接入的有偿服务)、生命安全服务)(Safety-of-Life Service,SOL指确保飞机、车辆运行安全的服务)、搜索和救援服务(Search and Rescue Service,S&R指失踪目标搜索和相应救助的有偿服务)。

    3用途

    3.1全球卫星导航定位系统在工程建设中的应用:

    3.1.1用于各国大地控制网的建设

    GPS技术的出现使得一个基于地心建立和维持着长期稳定的、具有高密度的、动态的全球性或区域性坐标参考得以建立和维持,使得大地测量技术在我国很好地展开来;

    3.1.2应用于工程施工测量、精密检测

    由于精度高、观测时间短、测站间不需要通视和全天候作业等优点,GNSS 系统已经广泛且成熟地应用于 高精度大地观测、工程测量等各个领域, 其次,GNSS 系统具有自动化与现代化的特点,大大地节省了系统对人力、物力的开支。尤其是在一些山区的测绘以及一些大型建筑(如大坝)的变形监测等方面,GNSS 系统有着突出的作用,具有便捷、精度高、耗费低等优点;

    3.1.3应用于通信工程、电力工程

    随着经济的发展,人民生活水平的提高,人类对电网自动化要求越来越高,始终要求主站端与远方终端(RTU)的时间同步,利用GPS定时信号可克服通信系统中分辨率小、硬件复杂、变位计算复杂等问题,GPS高精度的定时功能还可以在交流电网的协同供电中发挥作用,使得不同电网中保持几乎协同的相角,节约电力资源,因此全球定位系统的出现和计算机、通信技术的迅速发展,GNSS在电力网的使用为实现全电网运行状态的实时监测提供了坚实和有力的基础;

    3.1.4应用于交通、监控等等

    卫星导航定位系统在交通尤其高铁中广泛使用,为确保列车高速行驶安全,在牵引机车上安装采用最新通信技术的GPS全球卫星定位系统,无线通信列车调度系统和无线车次号系统,三种通信系统的联合构成GPS安全报警系统,使列车在高速行驶的条件下通信联络畅通,定位准确,大大提高了高速铁路行车的安全性。

    3.2全球卫星导航定位系统在林业中的应用

    3.2.1用于森林火灾的防护

    GNSS被广泛应用在森林防火中,进行对火灾地点的定位和确认,唐小明等人在《世界林业研究》中写到,如果在森林遇到火灾或者疑似火灾的情况出现,卫星会接到信号并自动发生警报,并将信号传入森林监控检测中心,森林监控检测中心的工作人员接收到信息并根据信息找到事发地点进行火灾的确认,如果发生了火灾,可以进行有效的防灾措施,因此GNSS系统在森林防火中是至关重要的,而张雷等研建的基于北斗和GPS的森林防火人员调度指挥系统,该系统中强调说将北斗系统和GPS相结合使用可以有效的达到定位要求,大大地提高了森林防火工作的效率;

    3.2.2用于森林资源和物质的调查

    GNSS在森林里可以进行对森林的资源、物质的调查。是利用GPS和北斗系统的定位和复位技术,对资源地进行查找和定位来进行对林业资源的研究和调查,也利用定位终端对林区各种境界线实施精确勘界和区划落界等,如林地落界、行政区 落界等。在二类资源调查中,利用地形图短距离折线导航,可以准确、高效地进行林班线伐开工作,其也可以应用在研究森林有害物质上;

    3.3全球卫星导航定位系统在军事技术中的应用

    3.3.1空中轰炸

    GPS可以作为接收机安装在飞机上,因为将其安装在飞机上不仅可以有效改善导航的精度,而且由于GPS的导航作用,将轰炸目标看作投放点可以有效地增加投放精度。利用GPS导航和全方位、全天候等特点,战斗机的飞行与投弹不受白天黑夜、不管在何处,都可以避开敌方雷达视距低空穿越飞行,减少损失,重创敌人;

    3.3.2搜索救援

    主动式搜索救援:始终监视救援范围内的情况,跟踪目标,根据全球定位系统(GPS)在军事上的应用GPS测定的位置,组织救援,提高救援成功率。被动式搜索救援:配备带有GPS接收机的紧急求救无线发信装置(一般放在头盔上)的指战员们主动求救;

    3.3.3精确制导和打击效果评估

    由于GPS系统有精度高、制导方式灵活等特点,现如今已GPS成为精确制导武器的一种重要的制导原理。在导弹弹头上安装GPS接收机,其可随时测定导弹位置,对导弹进行偏差与修正,使导弹可以准确地命中目标,也GPS系统全方位、全气候的特点使得其命中目标的时候不受导弹射程(即使为数千公里)、风向、地点等外界因素的影响。在近几场高技术局部战争中, GPS也可以对打击目标命中率进行评估。在装有GPS接收终端的弹药击中目标引爆的瞬间,它可以触发用户机进行定位,并将位置信息和时间信息迅速传送到指挥中心,从而进行命中率评估,其评估效果已在伊拉克战争中得到充分检验可以广泛应用在对用户的效果评分之中;

    3.3.4地面作战

    当部队进行集结调动、穿越陌生区域、战场补给、协同作战、识别敌我阵地、行军路线等的军事活动时,利用GPS接收机可以保证不会发生立场和路线的错误。当指挥员在制定战斗方案时,利用各部队根据GPS确定并连续发送过来的实时位置,再配上主系统便可以在没有实际地图的情况下,更科学合理地对战争情况进行指挥;

    3.3.5布雷扫雷

    在军事活动中,可以利用GPS对水下进行探测,记录和标记下水雷或地雷的精确位置,有利于军事活动更安全地展开,既避免了误伤自己人,而且战争结束后,清理战场也安全得多。

    3.4全球卫星导航定位系统在其他领域的应用

    3.4.1在娱乐活动中的应用

    通过对GPS的应用使得人们掌握位置信息,可以广泛应用在各种娱乐活动如登山、滑雪、打猎等;

    3.4.2应用于海洋业

    包括对远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质监测以及海洋平台定位、海平面升降监测等等。

    4目前GNSS所存在的问题以及解决方法

    4.1存在问题

    4.1.1定位精度差

    全球卫星导航定位系统虽然具有精度高等的优点但是但是在实际应中,由于在许多地区(如林区)基准站数量少,基准站不能全部覆盖区域,因此实际应用中仍然存在精度差的问题。因此在一些实际应用中,还是采用传统办法,如在三类调 查中进行面积计算时,面积在 1 hm2以下的地块应用罗盘仪或测绳求积法,在很多时候一些人为因素也会导致精度差偏离,因此,GNSS系统在实际应用中会存在少许误差;

    4.1.2信号弱

    GNSS 信号到达接收机天线时的功率低于-142 dBm 的 GNSS 信号[31]。在弱 信号环境下,接收机收到的卫星信号非常微弱,不能满足接收机定位的基本信号强度,接收 机将无法定位。在许多大区域中,会存在许多自然因素挡住;

    4.1.3抗干扰能力低

    在GNSS系统工作时总是会受到许多因素的干扰,而抗干扰能力又较低,受许多因素如卫星达到地面后成功率小容易受到干扰、接收机难以区分真假信号等等的问题,因此,全球定位技术还尚未成熟;

    4.1.4使用人数少

    因为全球定位系统开发和使用时间并不算长久,就中国而言,长久以来对的封建思想在人们心里根深蒂固,所以导致该系统发展叫缓慢,用少许地区还用传统的通讯、交通、制造等方式。

    4.2解决方案

    4.2.1提高信号发射率

    提高信号发射率帮助接收机实现快速捕获和稳定跟踪;降低导航电文的调解率,缩短首要定位时间,提高整个系统的抗干扰能力,将弱信号变为非弱信号被接受,扩大接收机的接收范围;

    4.2.2优化星座布局

    优化星座布局,不仅可以降低DOP以提高GNSS的可用性与连续性;

    4.2.3实现系统间的兼容与互操作

    GNSS的兼容和互操作是指通过公用中心频率以及频谱重叠来实现,当然需要使用不同的得信号调制方式和不同的信号结构,这也是系统相互独立性的必然要求,这种方式一方面可以解决卫星导航频率资源的紧缺问题,另一方面也可以减少接收机的负担;

    4.2.4大力应用GNSS

    将该系统应用在各个方面、各个地区,增加其使用范围和使用程度,使得应用得更广泛更普遍。

    4发现展望及总结

    总而言之,全球卫星导航技术已经应用广泛,逐渐发展为多领域、多模式、多用途、多机型的高新技术国际性产业,对许多大领域如军事、海洋、航空、林业、通信等而言他已经必不可少了,当然,虽然GPS和北斗系统被广泛应用在各个领域,但任然存在着许多问题,这是全球问题,去因此需要我们全人类共同探索,不断寻求更加适合全球卫星导航定位系统发展的路程,不断完善该系统;同时,我们也要做到创新,不断顺应人类需求而创新GNSS系统,随着时代发展,只有适应时代发展和社会需求,不断更新换代的全球定位系统才能在全球卫星通讯的激烈竞争中不被淘汰,越发展越强。

    参考文献:

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    千次阅读 2015-10-09 16:12:36
    手机定位的途经可以从GPS、基站信息、WiFi信息以及蓝牙Beacon、加速度传感器信息获取,...融合定位技术融合了目前市面上的所有定位方式,包括GPS、基站定位、Wifi定位、蓝牙定位以及传感器定位,可谓定位技术集大成者。
    手机定位的途经可以从GPS、基站信息、WiFi信息以及蓝牙Beacon、加速度传感器信息获取,每一种定位方式都有利弊。但是在传统的LBS开发过程中,开发者需要自己设定定位的方式,以针对不同的使用场景。另外,基于GPS和基站定位的耗电量较大,这也限制了定位功能的使用场景。
    融合定位技术融合了目前市面上的所有定位方式,包括GPS、基站定位、Wifi定位、蓝牙定位以及传感器定位,可谓定位技术集大成 者。
    在国内,这种融合定位技术的实现,主要是通过第三方的位置服务厂商(例如:高德)与手机芯片厂商进行合作,从而在手机硬件和系统层次集成融合定位技术。
    融合定位技术的出现将原有的手机定位技术带来了诸多改善,这种变革可以归纳为以 下几点:
    (1) 降低了开发 者的开发门槛,开发者无需根据使用场景 判断定位模式,而是将此部分工作交由手机芯片和系统来处理,并时刻保持最优的定位方式。
    (2) 定位效果不受周边环境影响。GPS定位无法在室内 、隧道等区域使用,而基站、WiFi定位也受网络信号制约,融合定位能够在 上述环境下 自动以传感器辅 助定位,因此不受上述环境因素影响。
    (3) 由于 融合定位技术将定位逻辑以及关键定位技术融入了芯片中,因此可以将定位能力随芯片而植入各种硬件终端之中,例如PC、无人机等,系统能够自动根据硬件状况而指定定位策略。
    (4) 大幅度地节省电力消耗。由于GPS定位对电量消耗很 大,所以融合定位能够在条件允许的情况下自动以低功耗的方式(网络定位、传感器)进行定位。
    (5) 地理 围栏功能得以真正 意义地实现。 目前国内移动应用的地理围栏是通过内置于移动端应用的定位SDK来实现相关功能, 所以只有在该应用启动时才可以 触发地理围栏功能。 集成于ROM内的融合定位技术 ,能够提供真正意义的地理围栏,实现 从系统层到应 用层交互的位置 提醒。
    (6) 融合定位技术能够对用 户的运动状态自动检测。由于融合定位技术包含通过加速度传感器获得的用户运动信息,因此可以判断出用户当前的运动状态,是驾 车、步行或是跑步等,对于主打运动和健康的智能硬件和移动端应用来说,能够实现人机之间信息的互动,从而实现更丰富的用户体验。
    (7) 融合定位技术 能够更全面地记录用户的运动历史轨迹。由于能够以低功耗方式记录用户的 轨迹,并且可以不依赖网络和GPS信号,因此可以更加持续地追踪用户的位置,在用户轨迹回访时,会比以往的技术更加平滑、省电。
    综上所述,融合定位技术会带给移动互联网更多益处,对于开发者来说,LBS相关的开发难度会降低,地理围栏功能也能发挥更多用途;对于用户来说,在使用移动应用时会更加省电、更 加精准,而且不用再忍受环境因素对手机定位的限制了。
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    核心技术&创新算法

    HAST多源融合精准定位

    定位技术多源融合

    HAST是一种多源融合精准定位技术,持续研究研发融合UWB、蓝牙、北斗、GPS、LBS、WiFi、Sensor、RFID、红外、超声波、光谱、视频、惯导、地磁定位技术。

    定位算法多源融合

    RSSI(基于信号强度)、TDOA(基于飞行时间差)、TOF(基于飞行时间)、TOA(基于到达时间)、AOA(基于到达角度)、AOD(基于离开角度)定位算法多源融合。

    定位场景自适应融合

    室内定位、室外定位、室内导航、区域定位、一维精准定位、二维精准定位、空间精准定位场景自适应融合。

    定位设备组网融合

    RJ45组网、POE组网、无线组网融合。

    人员定位-主动报警-报警查看-视频联动

    历史轨迹查询

    楼层切换-二维/三维切换

    集结6大定位优势

    HAST多源融合精准定位

    01

    全方位定位跟踪

    实现人员、物资全方位定位,其定位功能在时间上、空间上无断点,对特殊区域可以达到较高的定位精度,有效避免人员位置越界漂移等现象。

    02

    防漏检

    采用先进硬件防碰撞技术,保证在强电磁环境下,多人同时通过门禁等边界区域无漏检,大量人员并发同时通过时最大限度降低漏检几率。   

    03

    实时响应

    报警求助、越界等事件的响应时间小于等于3秒,主动报警延时不大于1秒,从而保证事件的实时响应。

    04

    智能分析

    支持对人员行为进行智能分析,减少潜在风险。

    05

    高可靠度

    严格器部件选型、集成度高,可靠性高且体积小。

    06

    安全可信

    通信协议采用轻量级物联网安全加密机制,支持硬件AES128加密算法,并具备密钥自动更新、通信行为隐匿等安全特性。

    部分硬件产品&系统功能

    HAST多源融合精准定位

     PART 1

    定位基站

    定位胸卡

    定位手环

    定位引擎专用机

    安全帽定位标签

     PART 2-系统功能介绍

    1.系统实景建模

    根据项目现场实际情况进行空间电子地图建模,向用户提供直观简单的操作体验。

    2.人员实时定位

    可以实时显示定位区域内人员信息列表,在地图界面上,鼠标悬停或点击即可显示指定人员详细信息。

    3.历史轨迹查询

    支持对设备半年内定位数据进行查询并进行轨迹回放,并展示设备电量、设备状态、心率等数据记录。

    4.实时人数统计

    在指定区域,显示人员信息及状况、由系统自动进行辨别、记录及统计,实时统计定位人员总数及人员情况。

    5.电子围栏

    通过电子围栏的划取,可灵活地在管理区域设定单个或多个禁入禁出管控区域。

    6.视频监控联动

    因禁入禁出触发报警或其他提前设定的报警时,系统视频窗口会立即弹出,通过视频监控监视目标。

    7.SOS一键主动报警

    定位标签支持一键报警功能,当发生紧急情况时,第一时间通过报警按钮进行求助报警。

    8.心率监测

    手环上集成生命体征监测模块,可对佩戴手环的人员进行心率监测,可以通过设定一个范围,如果超过或低于这个范围就会自动报警至后台。

    9.智能维护

    提供全面的智能化硬件系统和智能化软件系统,硬件系统全部硬件自带自诊断功能,异常情况智能上报,软件系统智能数据分析,对设备异常、低电量提醒、系统使用异常提供智能诊断,为平稳、高效使用系统提供全方位保障。

    10.报表统计

    系统具有统计报表功能,自动生成多类型的图标进行展示,直观地展现现阶段情况。

    11.报警信息管理

    • 报警类型管理

    • 报警信息管理

    • 报警联动管理

    基于以上功能,HAST多源融合精准定位管控系统,可广泛应用于全行业全场景。

    应用场景举例

    HAST多源融合精准定位

    监狱、戒毒所、看守所、拘留所、办案中心、留置区、法院、园区、政府机关单位、危化品工厂、隧道管廊、矿厂、康养、医院、安保等人员、访客、车辆、资产的管控;监狱/戒毒所生产车间工具智能管控;涉密资产/贵重资产管控……

    END

    通过建立目标定位智能管控系统,可以真正提高区域管理工作的信息化水平,推动人员管理工作向制度化、规范化、实时化发展,提高安防管理水平,翰东也将在定位技术方面继续钻研,不断创新!

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空空如也

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融合定位技术发展现状