高精度GPS,三维激光扫描和测针板三种测量技术监测沟蚀过程的对比研究

采用连续模拟降雨试验,对坡沟系统概化模型进行坡面沟蚀发育过程模拟,再现坡面片蚀—细沟侵蚀—切沟侵蚀演变过程。结合3种测量技术从测量精度、测量人员要求、数据处理、数据通用性、配套软件使用、前期投入、测量条件等几个方面入手,对比分析高精度GPS(Trimble 5700)、三维激光扫描仪(Leica HDS 3000)和测针板的3种测量方法的优缺点,同时对3种测量方法在沟蚀过程监测和侵蚀量估算方面进行对比研究。结果表明,激光扫描仪能很好地监测沟蚀演变过程,且对侵蚀量估算精度较高,误差仅为4.5%。高精度GPS也能很好地监测沟蚀演变过程,对侵蚀量估算精度误差为7.38%。测针板法不能很好的反映沟蚀演变过程,但是对于侵蚀量的估算可以满足日常要求,误差为-12.78%。

A High Speed, 12-Channel Parallel, Monolithic Integrated CMOS OEIC Receiver

The design and fabrication of a high speed, 12-channel monolithic integrated CMOS optoelectronic integrated circuit(OEIC) receiver are reported.Each channel of the receiver consists of a photodetector,a transimpedance amplifier,and a post-amplifier.The double photodiode structure speeds up the receiver but hinders responsivity.The adoption of active inductors in the TIA circuit extends the-3dB bandwidth to a higher level.The receiver has been realized in a CSMC 0.6μm standard CMOS process.The measured results show that a single channel of the receiver is able to work at bit rates of 0.8～1.4Gb/s. Altogether, the 12-channel OEIC receiver chip can be operated at 15Gb/s.

Robust Tensor Analysis With L1-Norm

Tensor analysis plays an important role in modern image and vision computing problems. Most of the existing tensor analysis approaches are based on the Frobenius norm, which makes them sensitive to outliers. In this paper, we propose L1-norm-based tensor analysis (TPCA-L1), which is robust to outliers. Experimental results upon face and other datasets demonstrate the advantages of the proposed approach.

L1-Norm-Based 2DPCA

In this paper, we first present a simple but effective L1-norm-based two-dimensional principal component analysis (2DPCA). Traditional L2-norm-based least squares criterion is sensitive to outliers, while the newly proposed L1-norm 2DPCA is robust. Experimental results demonstrate its advantages.

一种使用GPS、罗盘和激光测距仪测定南极冰川运动的方法

南极冰川运动,是研究南极冰雪物质平衡、环境变化等的重要因素,对其的监测具有重大意义。本文提出了一种配合使用GPS、罗盘和激光测距仪实现测定冰川运动的方法。该方法在完成标定和在冰川上放置标志杆后,无需靠近冰川,只根据远处工作站的GPS、罗盘读数和激光测距仪的测量值就能给出标志杆的GPS数值,从而监测冰川的运动。

基于GPS的蛇形机器人导航方法

将GPS技术应用于蛇形机器人自主运动控制.根据蛇形机器人的基本运动方式, 针对其现有的前进、后退、近似角度转弯等运动特点,提出了一种适用于该种蛇形机器人的自主移动算法,即用蛇头运动的方向近似看作蛇体运动方向.通过仿真验证了该算法的有效性,能够使蛇形机器人自主地到达目标点。

便携式移动机器人INS/GPS组合导航系统研究

基于捷联惯导系统（INS）与全球定位系统（GPS）定位技术的发展以及机器人导航的需要，本文对INS与GPS的组合导航系统进行了研究。捷联惯导系统与GPS导航各有优缺点，具有互补性，文中将两者结合形成了更加准确可靠的定位系统。本文首先介绍了捷联惯导系统和全球定位系统，并对捷联惯导和GPS的误差作了详细的分析，建立了误差模型。文中应用动力学误差方程建立了九状态INS/GPS综合卡尔曼滤波方程。提出了一种以位置、速度、姿态DCM的误差为状态量，以GPS和INS的位置差作为观测量的INS/GPS组合导航系统的滤波算法，并将该技术应用于机器人的定位导航。仿真实验表明，该算法可有效提高系统导航参数的估计精度。本文分五章对该课题进行了研究。第一章是引言，介绍了课题的研究背景、意义，国内外的研究现状和本文的主要工作；第二章介绍了惯性传感器和GPS接收器的原理和特性；第三章介绍了捷联惯导系统相关的理论知识，包括姿态角的解算，算法具体内容和误差分析，并对捷联惯导系统进行了仿真试验；第四章介绍了Kalman滤波的相关知识并详细介绍了INS/GPS组合导航系统；第五章对INS/GPS组合导航系统的九状态卡尔曼滤波算法进行了仿真，并对试验结果进行了详细的分析。从仿真结果可知，组合导航系统大大的提高了系统的精度，克服了纯惯导系统的缺点。

GPS天线球在AUV上的拖曳运动分析

AUV在长时间作业过程中需要浮出水面进行GPS定位，既浪费时间又浪费能源，因此仿照潜艇上的拖曳天线的形式，在AUV上采用了形状简单的GPS天线球，这种天线球的拖曳运动特性是本文的主要研究内容。 本文分析了这种天线球在静水环境下的拖曳运动情况，建立了拖曳系统的数学模型。其中对于缆绳采用了Ablow提出的有限差分模型，对于自由表面上的天线球，采用水动力系数法进行分析，对耦合的系统采用前向差分法进行求解。在此基础上编制程序进行仿真。 为了验证仿真结果，在拖曳水池进行了拖曳试验。在试验中通过改变拖曳速度和缆绳长度，得到了一系列的张力数据和天线球姿态。对试验数据和计算结果的比较表明，上面的数学模型在速度小于2节时能够模拟真实情况，反之则会出现较大的误差。经过查找，本文排除了试验误差和计算参数选取不当这两个可能的原因，最终认定是天线球的模型不够完善，因为它在自由表面上受到了兴波阻力的作用。 本文也对有限差分程序的结果和叶果洛夫给出的缆绳数据进行了比较，比较表明基于本文编写的缆绳分析程序是可靠的。在此基础上，本文把拖曳试验测量到的张力作为边界条件对实际工程进行了分析计算，指出目前缆绳长度14米的情况不能满足期望的10米拖曳深度；若要拖曳深度达到10米，需要加大天线球的浮力并增加缆绳长度，本文也给出了这种情况下的几组参数的具体值。

GPS在自治水下机器人中的应用

本文首先介绍了GPS系统的构成及数据读取方法,着重介绍了GPS在“探索者”号和“CR-01”自治水下机器人中的应用,概述了这一领域的最新研究动态。

全球定位系统的车辆定位问题——GPS动态绝对定位模式的研究

随着GPS（全球卫星定位系统）技术的成熟与发展，利用GPS技术进行车辆定位正地被广泛地应用。例如金融系统（运钞车）、公安部门（110报警车）、消防部门（119消防车）、急救中心（120救护车）等。但是，利用GPS进行车辆定位跟踪的传统方法是采用差分GPS技术。该技术的实现需要大量的资金投入，不适于我国目前的经济状况。寻求一种投资少并能实现基本功能的算法从工程角度讲，具有十分现实的意义。本文以“沈阳市消防通讯作战指挥系统”为背景，以单台GPS接收机动态定位模式为实现条件，对车辆定位的实现进行了详细的讨论。首先，建成立了WGS-84坐标系到BJ-54坐标系之间的坐标转换模型，其次，提出了一种基于类投影的地图匹配算法，最后基于该算法进行了实际车辆定位实验。从实验结果看，该算法基本实现了车辆定位的功能。