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 Low Power Dissipation Wide-Band CMOS Frequency Synthesizer for a Dual-Band GPS Receiver

This paper presents a wide tuning range CMOS frequency synthesizer for a dual-band GPS receiver,which has been fabricated in a standard 0.18μm RF CMOS process. With a high Q on-chip inductor, the wide-band VCO shows a tuning range from 2 to 3.6GHz to cover 2.45 and 3.14GHz in case of process corner or temperature variation,with a current consumption varying accordingly from 0.8 to 0.4mA,from a 1.8V supply voltage. Measurement results show that the whole frequency synthesizer consumes very low power of 5.6mW working at L1 band with in-band phase noise less than - 82dBc/Hz and out-of-band phase noise about - ll2dBc/Hz at 1MHz offset from a 3. 142GHz carrier. The performance of the frequency synthesizer meets the requirements of GPS applications very well.

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。