卫星定位技术（精选十篇）
卫星定位技术 篇1
中缅天然气管道工程第四EPC合同项来宾段贵港段管线全长178km, 多处发现喀斯特地貌, 土石方路况为风化岩、灰岩、角砾石、粉质粘土等, 全路段石方量大, 采用原使的手工侧量方法难已保证数据的准确性, 不能满足原始数据的精确程度, 对后期结算产生一定的影响, 且现场侧量速度慢浪费人力。如何有效计算山区段施工中产生石方量, 成为保证施工后期结算的有利条件。
1网格划分
以中缅天然气管道工程Q C C 2 2—Q C C023区段为例, 采用RT K测量仪器计算的区域进行网格划分, 一般将场地划分为边长5—10m的正方形方格网, 通常以5m划分。再将场地降坡后标高和自然地面标高分别标注在方格角上 (如图所示) , 场地设计标高与自然地面标高的差值即为各角点的施工高度 (挖或填) , 习惯以“+”号表示填方, “-”表示挖方。即降坡量为挖方量, 将施工高度标注于角点上, 然后分别计算每一方格地填挖土方量, 并算出场地边坡的土石方量。将挖方区 (或填方区) 所有方格计算的土方量和边坡土方量汇总, 即得场地挖方量和填方量的总土方量 (如图1) 。
在测量过程中, 通常分只挖不填、只填不挖、又挖又填三种不同情况进行计算。
只挖不填指第一次测量的施工高度大于第二次测量的施工高度所引起的土石方量的变化情况 (如图2) 。
只填不挖指第一次测量的施工高度小于第二次测量的施工高度所引起的土石方量的变化情况 (如图3) 。
又挖又填指第一次测量时方格四个点的施工高度有的大于第二次测量的施工高度, 有的小于第二次测量的施工高度所引的土石方量的变化情况 (如图4) 。
零点位置按下式计算:
式中:
x1、x2——角点至零点的距离, m;
h1、h2——相邻两角点的施工高度 (均用绝对值) , m;
a——方格网的边长, m.;
△h——相邻两角点的施工高度 (均用绝对值) 的差值, m。
零线确定后, 便可进行土石方量计算。土石方量计算我们一般采用平均高度法。
四方棱柱体法, 是将施工区域划分为若干个边长等于a的方格网, 每个方格网的土方体积V等于底面积a2乘四个角点高度的平均值, 即
若方格四个角点部分是挖方, 部分是填方时, 可按表中所列的公式计算。
当为正方形时
当为三角形时
经济效益、社会效益计算如表1:
采用网格法计算, 很好的解决了山区地段测量土石方量困难的难题, 提高了现场工作的效率, 测量结果更加准确、有效具有说服力, 满足了现场管理的要求。目前正在编制网格法应用程序, 开发应用软件, 增加此方法的实用性, 便捷性。为以后在施工行业广泛使用提供技术基础, 具有良好的推广前景。
摘要：中缅天然气管道是我国陆上天然气三大进口通道之一, 拟将资源较为丰富的缅甸近海天然气输往中国西南地区。
关键词：卫星定位,方格网法
参考文献
[1]闵卫东, 唐泽圣.三角形网格转化为四边形网格[J].计算机辅助设计与图形学学报, 1996, 8 (1) :1—6
卫星定位技术 篇2
第十六条 卫星导航定位科学技术奖坚持以“精神鼓励为主、物质奖励为辅”的原则，通过颁发获奖证书、奖杯及奖金，并通过有关媒体向社会公布的方式授予。卫星导航定位科学技术奖的授奖证书，不作为确定科学技术成果权属的直接依据。
第十七条 卫星导航定位科学技术奖是推荐国家科学技术奖的基础。协会对于获得本奖一等奖的奖项，将推荐给国家测绘局及有关主管部门申报国家科学技术奖。对于获本奖一等奖以外的奖项，将推荐给获奖者所在单位的上级部门，建议予以表彰并作为业绩记入单位及个人档案。
第十八条 卫星导航定位科学技术奖的经费来源，主要依靠社会力量特别是国内外从事导航定位的企事业单位的赞助，以及本协会的自筹资金。
第六章 罚 则
第十九条 剽窃、侵夺他人的发现、发明或者其他科学技术成果的，或以其它不正当手段骗取奖励的，由协会奖励委撤销奖励并在有关媒体上予以公示。
第二十条 推荐、申报单位提供虚假数据及材料，或协助他人骗取本奖的，由奖励委暂停或取消其推荐、申报资格。
第二十一条 参与卫星导航定位科学技术奖评审活动的有关工作人员，在评审活动中弄虚作假、徇私作弊的，取消其参与评审的资格和活动。
第七章 附 则
第二十二条 本办法实施过程中，若出现与国家法规政策现行规定不符的，以国家有关法规政策为准。
第二十三条 本办法的解释权属中国全球定位系统技术应用协会。
卫星定位技术在物流中的应用分析 篇3
[关键词] 卫星定位技术北斗导航定位系统物流全球定位系统
一、引言
物流支撑着其他经济活动特别是与物质资料运动紧密联系活动的运行，对国民经济的快速发展起着巨大的推动作用。随着全球市场竞争的加剧及客户需求趋于个性化的特点，物流运营企业必须采用先进的信息技术和科技手段来改变落后的管理模式和经营方式，提高自身的服务质量与服务水平，达到对物流企业优化资源配置，提高运输的安全可靠性和服务水平。
卫星导航定位技术的出现，为民用领域带来了巨大的经济效益，也推动物流业发生了革命性的变化。卫星导航定位技术与GIS的合成，为卫星导航定位系统的普及应用提供了广阔的发展空间。但GPS由于受通信网络所限，不能满足大范围及偏僻地区物流要求。我国自主研制的北斗双星定位系统，具有快速定位、位置报告及双向授时等优于目前其他卫星导航系统的特点，性能价格比较高，可以很好地满足我国物流企业的需要。
二、卫星导航定位系统简介
美国全球定位系统(Global Positioning System，GPS)。GPS是一个全球性、全天候导航定位和时间传递的军民两用系统。GPS由三部分组成，即空间的卫星网络、地面控制系统和用户接收处理装置部分。空间卫星网络由21颗卫星组成，工作卫星均匀分布在二万公里高的六个轨道平面上，以f1=1575.42兆赫和f2=1227.6兆赫两种频率发送导航信号，导航信号采用伪随机噪音编码调制。地面控制系统由一个主控站、五个监控站和三个注入站组成，用于对卫星进行监控及保证卫星导航数据的质量。用户的接收处理装置由天线、接收机、计算机和输入输出设备组成。
俄罗斯全球卫星导航系统（GLONASS）。俄罗斯计划用20年时间发射76颗GLONASS卫星。1995年完成24颗中高度圆轨道卫星加1颗备用卫星组网，由俄罗斯国防部控制。GLONASS空间部分也由24颗卫星组成，未达到GPS的导航精度，其应用普及情况远不及GPS。目前在轨道上只有6颗星可用，不能独立组网，只能与GPS联合使用。
欧洲伽利略导航卫星系统计划（GALILEO）。欧洲1999年初正式推出伽利略导航卫星系统计划。该方案由21颗以上中高度圆轨道核心星座组成，另加3颗覆盖欧洲的地球静止轨道卫星，辅以GPS和本地差分增强系统，确保满足欧洲需求，位置精度可达几米。
北斗双星导航定位系统。我国自主研制的北斗双星导航定位系统是全天候、全时提供卫星导航定位信息的区域卫星系统（RDSS）。2000年10月和12月北斗导航定位系统两颗卫星成功发射，标志着我国拥有了自己的第一代卫星导航定位系统，解决了我国自主卫星导航定位系统的有无问题。
三、北斗导航定位系统工作原理
北斗导航定位系统由空间的导航通信卫星、测控系统和用户系统三部分组成。空间导航通信卫星是2颗地球同步卫星，执行测控系统与用户系统的双向无线电信号的中继任务；测控系统(包括主控站、测轨站、气压测高站和校准站)主要负责无线电信号的发送接收，及整个工作系统的监控管理；用户系统是直接由用户使用的设备，用于接收测控系统经卫星转发的数字信息。
系统采用双星定位体制，其定位基本原理为三球交会测量原理：地面中心通过两颗卫星向用户广播询问信号，根据用户响应的应答信号测量并计算出用户到两颗卫星的距离；然后根据中心存储的数字地图或用户自带测高仪测出的高程，算出用户到地心的距离，根据这三个距离就可以确定用户的位置，并通过出站信号将定位结果告知用户。授时和报文通信功能在出、入站信号的传输过程中同时实现。
四、北斗导航定位技术在物流管理中的应用
1.系统整体结构
采用北斗导航定位技术对物流管理实施监控调度，主要由用户设备、北斗指挥型用户机、监控中心和服务器等几部分组成。其中，用户设备负责对移动车辆进行定位并将定位信息传送给指挥型用户机以及接收来自监控中心的各项调度指令；监控中心主要负责对货物车辆的日常调度管理工作；服务器可以对车载设备发送来的动态货运信息进行分析汇总，并将货运信息通过多种形式向外发布，还可响应用户通过Internet、SMS等方式向服务器提交的各种物流运输查询请求。
2.监控中心
监控中心在整个物流管理系统中起重要的作用，主要由北斗指挥型用户机、服务器和监控客户端组成。指挥型用户机是北斗双星导航定位系统的应用指挥平台，是连接车载设备和监控中心的重要环节。不仅具有定位、导航、通信和授时等普通型用户机具有的所有功能，而且还具有监收功能。服务器是整个系统的核心，负责接收指挥型用户机发来的车辆位置信息，并对其进行处理后存入数据库。
监控客户端可对货运车辆进行管理，查询车辆的位置、运行轨迹以及速度、方向、空载或满载等状态信息；还可以进行运输路线优选、处理车辆发出的紧急报警、盗警、超速等警情。
3.用户设备
北斗定位系统的用户设备是带有全向收发天线的接收、转发器，用于接收卫星发射的S波段信号，从中提取由主控站传送给用户的数字信息。用户设备仅是接收、转发设备，使得设备可以简单化，成本相应得以降低，对于降低用户设备价格、提高系统使用效率和竞争能力具有较大的意义。
五、结语
北斗导航定位系统应用于物流中，具有如下优势：北斗定位系统同时具有定位与通信功能，无需其他通信系统的支持；北斗定位系统覆盖中国及其周边地区，全天候服务，无通讯盲区，不受通信网络的限制，完全适应物流系统对覆盖范围大的要求；北斗定位系统是我国自主系统，性能价格比较高，高强度加密设计，具有安全、可靠、稳定的优点。自2004年系统正式运营以来，实际应用表明，将北斗导航定位系统应用于物流管理中是目前提高物流系统智能化、降低物流成本、提供物流客户满意度、成熟可行的解决方案，对现代物流的快速发展起着积极的推动作用。
卫星定位技术 篇4
对于卫星定位而言,由于有预设轨道,可以通过星历进行预测。而伪卫星安装在地面静止不动,根据现场环境需要进行布局。本文针对北斗伪卫星系统,分析了伪卫星数目、几何布局及伪卫星与卫星组合定位对定位精度的影响。
1 伪卫星系统定位原理
北斗伪卫星卫星定位采用的是伪距定位和载波相位定位,伪距定位是通过接收到的C/A码,计算出接收机到卫星发射信号的时间,再乘以光速得到接收机到卫星之间的距离,然后根据最小二乘法计算出接收机的位置[1,2]。载波相位定位原理是接收机观测到的载波相位观测量,根据载波相位观测方程计算出接收机的位置,载波相位定位原理比伪距定位原理更复杂,设备成本相对比较复杂,但是定位精度大幅提高。由于伪卫星系统追求高精度的定位,所以采用的是载波相位定位。根据载波相位观测方程
其中,f为载波相位的观测得载波频率;c表示光速;ρ表示接收机A与Locata节点j之间的距离;δT为接收机接收的时钟误差;N为代表接收机A与Locata节点之间的整周模糊度;τtrop表示对流层的修正值;ε表示接收噪声、多径误差等。将式(2)代入式(1)进行线性化处理得到
其中,式(3)完成了对未知数x、y、z和t的线性化处理,这里忽略了对流层误差、测量噪声等。根据最小二乘观测模型构造系数矩阵H
根据ΔФ=HΔx,得到ΔX=(HTH)-1HT·ΔФ。
假设有4颗同步伪卫星被接收机同时观测到,伪卫星接收机与卫星接收机一样,首先必须对伪卫星信号或卫星信号连续跟踪并锁定,其次根据解调电文,最后进行定位。在接收机实现连续捕获、跟踪后,根据解调电文在式(1)中,对N1、N2、N3、N4进行初始化,这里采用静态初始化方法(KPI)对整周模糊度进行初始化[3]。最后,根据最小二乘法,将接收机连续跟踪并锁定的伪卫星载波相位观测量代入方程,进行牛顿迭代,计算出接收机的坐标。
2 不同分布的伪卫星对定位精度的影响
当布局4颗同步伪卫星,其发射机坐标为如表1所示。假设接收坐标为(100,300,0),接收机观测到误差服从正态分布N(0,1),仿真次数为1000次。
通过仿真结果图1~图3所示,分别对二维、三维定位误差进行统计,可以看出布局1的定位精度比布局定位2的定位精度高,对于三维定位而言,由于布局在垂直方向上的几何改变比布局二在垂直方向上的几何改变多,从而改善了整个定位网络的几何分布,减小了精度因子值(Dilution of Precision,DOP),提高了定位精度,对于二维定位结果与三维定位结果的比较发现,二维定位误差,收敛速度较快并且集中在10 m以下。所以在布局伪卫星时,可以调整伪卫星之间的高度差来改善几何结构。
3 伪卫星数目对定位精度的影响
为了计算简单,不考虑对流层误差,只考虑伪卫星数目对定位精度的影响,仿真设置伪卫星坐标分别为(-1 000,1 000,100)、(1 000,-1 000,10)、(-1 000,-1 000,150)、(1 000,1 000,5)、(50,50,30)、(-800,-400,20)、(800,800,20),加入的载波相位观测量的误差为服从(0,1)的高斯分布[4,5],接收机的坐标为(100,300,0),仿真次数为1 000次,做误差概率统计,如图4所示。从图中可以看出,在4颗伪卫星不利于定位时,可以增加伪卫星数目,从而改善伪卫星的几何分布,改善精度因子(DOP)值,从而提高定位精度。在伪卫星数目<6颗的情况下,随着伪卫星数目的增加,定位精度上升。由于伪卫星定位精度是由观测量误差以及伪卫星的几何分布共同决定,根据仿真结果伪卫星数目为6,比伪卫星数目为7的定位精度稍微偏高,这是因为在DOP值改善到一定程度以后,观测量的误差占主要因素,所以可能出现6颗伪卫星定位结果比7颗伪卫星定位精度好的情况,但定位精度很接近。
4 伪卫星组合定位对定位精度的影响
当地面伪卫星信号被遮挡时,在定位过程中至少要得到4颗以上的卫星观测量才能实现三维定位,假设收到3颗伪卫星信号,坐标分别为(-1 000,1 000,1)、(1 000,-1 000,1)、(-1 000,-1 000,1),此时可以观测到一定数目的卫星,根据卫星电文当前历元各颗卫星坐标分别为(17 746 000,1 572 000,7 365000)、(12 127 000,-9 774 000,21 091 000)、(13 324000,-18 178 000,14 392 000)、(14 000 000,-13 073000,19 058 000)、(-19 376 000,-15 756 000,-7365 000)。在此,不考虑伪卫星与卫星的兼容性问题,仿真加入卫星信号观测量误差为服从N(0,5)的高斯白噪声,加入伪卫星的载波相位观测量的误差为服从N(0,1)的高斯分布。这里也没考虑对流层误差,仿真次数为1 000次,最后做误差概率统计,如图5所示,随着卫星数目的增加,DOP值明显减小,有利于定位,在加入同等误差条件下,加入2颗卫星组合定位时,明显比加入1颗卫星定位精度有很大的提高。在DOP值较小的情况下,由于卫星观测量误差的存在,有可能出现加入3颗卫星进行组合定位其定位精度比加入2颗的定位精度有所下降,但相对于加入1颗卫星进行组合定位时,定位精度有大幅提高。在加入4颗卫星进行定位时,定位精度比加入1颗卫星明显提高,与加入2、3颗卫星比较,定位精度<3 m,所以所占比重有所提高[6,7,8]。
5 独立定位与组合定位的比较
独立伪卫星系统可以进行独立定位或增加可见卫星进行组合定位,这里假设北斗伪卫星系统能兼容卫星系统,在此刻历元伪卫星-卫星坐标如表2所示,观测量误差同上。
通过图6的仿真结果可以看出,组合定位精度比独立定位精度要高,由于加入卫星进行组合定位时,大幅改善了定位网络的几何结构,从而降低了DOP值,所以定位精度提高,在二维、三维定位误差上都提升得比较明显[9,10]。
6 结束语
在同步伪卫星进行组网定位时,要考虑伪卫星的几何布局,这样才能保证覆盖区域有良好的DOP值,当面临伪卫星几何分布不良时,在相同的误差条件下,可以增加伪卫星数目来改善DOP值,或调整伪卫星之间的高度差来降低DOP值;在伪卫星系统与卫星系统兼容能好的兼容情况下,当地面伪卫星数目不足或充足时,可适当选择与天空可观测到的卫星组合定位,从而改善定位网络的几何分布,提高定位精度。
参考文献
[1]Gao Zhouzheng,Zhang Hongping.Analyzing the impact of satellite clock-TGD coupled error on BDS positioning accuracy[C].Xi’an:China Satellite Navigation Conference,2014.
[2]杨文文.伪卫星技术在北斗系统中的应用研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2009.
[3]赵彦青.北斗卫星导航系统定位算法研究和GDOP分析[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2013.
[4]Qi Huan,Xia Shuang.Passive positioning algorithm based on beidou double-star[C].Lanzhou:Proceedings of the World Congress on Intelligent Control and Automation,2006.
[5]Kuang Xinghong,Yao Zheyi,Wang Shiming.A design of poisition terminal based on BDS[C].Beijing:4th International Conference on Advanced Design and Manufacturing Engineering,2014.
[6]Man Xiaosan,Sun Fuping,Liu shuai.Analysis of positioning performance on combined BDS/GPS/GLONASS[C].Chengdu:6th China Satellite Navigation Conference,2015.
[7]彭丛林.北斗导航系统定位算法仿真研究[D].成都:西南交通大学,2011.
[8]赵龙.北斗导航定位系统关键技术研究[D].西安:西安电子科技大学,2014.
[9]隋艺.北斗卫星和伪卫星组合定位系统研究[D].西安:西北工业大学,2004.
品牌定位技术――BICC 篇5
定位(Positioning)理念自里斯和特劳特在上世纪70年代提出以来，已得到世界性的认同，亦为不少企业及品牌创造了强有力竞争优势。但是，由于定位目前还主要停留于一种思考的方式和零散的战术性参考案例阶段，因此对于大部分企业而言，定位还是一个宽泛的思考方向，在选择具体的定位方向上还是有大海捞针的性质，所以往往还是难于实现有效的品牌定位。BICC使定位从一种理念发展到一种可操技术，对企业及品牌的有效定位具有划时代的意义。
BICC为“品牌形象分类组合”英文缩写，其含义顾名思义是关于解决品牌形象的分类及其组合的技术性问题。
品牌形象分类的意义
关于品牌操作理论的研究在国际上已有半个多世纪，可是他们一直以来忽视了一件非常基本但又非常重要的基础性工作――将品牌形象分类。
品牌形象分类就如将工具房中的工具进行分类。在人类生产工具非常单一和落后的年代，寥寥几件生产工具没有分类的必要，而人类发展到了今天，已开发出了种类繁多的更具针对性的生产工具，这样就必须将生产工具按一定的功能属性进行分类，放在各自的工具箱中，要做好一件工作前首先考虑好要用到何种类型的工具才最合适，然后到相应的工具箱中去找到最适合的工具，只有这样才能提高劳动效率。因为，如此多的工具如果不进行分类的话，在需要完成一件劳动任务时面对如此多的工具就会遇到选择的困难。也许你选择了一件最锋利的工具，但不是一件合适的工具，因此降低了工作效率。
品牌形象策略在品牌竞争初期由于策略手段的单一，BICC技术也就显得无无关紧要了。可是发展到今天，成千上万的品牌所开创的具体操作方法和技术均各不相同，因此单从创意上去考虑问题显然显得过于宽泛，操作难度大而且具有很大的盲目性。解决这一问题的唯一有效方法就是将品牌形象分类，明确所需的形象类型和各自的比重，以此确定创意的方向，这就是BICC(品牌形象分类组合) 技术。
品牌作为当今和未来企业核心竞争力的主要来源，关键是要在同类品牌中建立比较优势，如果连所需形象的类型都模糊不清的话，再优秀的策划和创意也可能注定要在竞争中失败。因此企业应将BICC(品牌形象分类组合)技术作为品牌发展方向的导航灯一样，得到应有的重视。
品牌形象的五大分类
BICC将所有传播的内容和形式等表现出来的品牌形象归纳为五大类型：
1. 说明性品牌形象;
2. 工业(实力)性品牌形象;
3. 技术性品牌形象;
4. 价值性品牌形象;
5. 精神性品牌形象。
以上五种分类其实也是大多数行业、产品或品牌营销发展必经的五个阶段。
以上分类只是最基本的分类，每个大分类还可以根据不同的行业、产品、消费者特征等细分出各种分支类型。
精神性品牌形象的进一步分类最复杂，但同时也最容易建立品牌个性。精神性品牌形象的规划是否具有市场价值，完全取决于目标顾客的个性和生活方式，因此对于进入精神性品牌营销阶段的行业和品牌而言，市场细分的方法，目标顾客的选择，以及对目标顾客心理的研究是否科学、有效，是品牌成败的关键。
品牌形象的类型确定
目前，一个企业的营销推广规划往往依靠营销人员对市场的直觉判断行事。这样做的后果当然时非常危险的，许多企业的失败往往就是这样造成的。现在BICC的`诞生为我们企业的营销推广提供了一个可测量的方法，使理性代替直觉，为企业做出正确的营销决策提供了科学的依据。
1、营销发展阶段(最有效的品牌形象类型)计算方法：
营销发展阶段=[顾客对产品的熟悉程度(0-100)+顾客信心指数(1-100)+市场集中都(0-100)] ÷3
l 顾客对产品的熟悉值：
顾客对产品的熟悉值主要体现在对产品的功能及其原理的熟悉和关心程度，对使用者的技能要求高低等。
l 顾客信心指数：
信心指数主要指顾客对产品性能、质量、寿命等的担心程度。
l 市场集中度：
市场集中度指的是在目标市场中前七位品牌在其中的市场份额总和乘于100。例如前七位品牌市场份额总和为70%，那么市场集中度数值就是70。
2、数值调查统计的前提条件：
以上数值的调查和统计必须在明确三个基本前提条件下进行：
1、 标市场区域：
对许多产品而言，不同的市场区域计算品牌最佳形象类型的三个相关数值往往具有较大差异的。所以企业应该选择重点的目标市场区域来获取相关数值，这样才对制定正确的品牌战略发挥出应有的成效。
2、 标顾客经验：
目标顾客是否具有购买或使用经验，具有多少经验。初次购买或使用者与具有经验的顾客相比，其信心指数和对产品的熟悉程度往往具有比较大的差异，因此企业选择没有经验目标顾客还是选择具有较丰富经验的目标顾客在品牌战略的制定上应该是有所不同的。
3、 目标顾客特征：
之所以要明确调查对象的特征主要是因为：1、不同的消费者对相同的品牌接受速度有快有慢;2、不同的消费者需求层次不同。譬如：年轻人较成年人接受一个性品牌的速度要快;收入高的人比收入低的人对产品的信心指数要高。
4、 所属品牌群族类型：
是否需要划分品牌群族进行调查统计取决于有两个因素：1、消费者对不同的品牌群族是否有不同的看法或评价;2、不同的品牌群族所能满足的消费群体特征是否有明显差异。
品牌群族指的是品牌的现有市场形象类型，主要包括：1、地域背景;2、品牌背景形象;3、原形象与现产品形象有多大的关联性，等等。
品牌形象组合的意义
从消费者需求和动机的角度来说，消费者购买决策的依据往往是多重性和具有主次之分的，从这一点来说，要想更好的满足顾客的需求，塑造理想的品牌形象，就应该使品牌成为各种形象类型的组合体，而不是单一信息。
另一方面，从品牌形象分类的角度来看，任何一个广告所包含信息均是多方面的，品牌形象类型也不是单一的，而是一个组合体。有时侯，说明性品牌形象还同时具有其它形象类型的特征。例如下面摩托罗拉V70的广告就具有说明性(产品造型特征)、技术性(画面创意、氛围)和精神性(冷库、个性、高档)的品牌形象类型。
各类型形象的组合比例
那么如何才能使品牌推广达到一个最佳的形象组合状态呢?
首先我们应该通过对顾客对产品的熟悉值、顾客信心指数、市场集中度值的获得，计算出所需的品牌形象类型，然后再根据企业自身情况按照BICC主次形象类型的排序确定一种排序方式，最后再根据BICC分配比例计算出各形象类型的组合比重。
BICC的表现方式
l 单个广告的表现
在同一广告中可通过各种形
象类型的比例、创意、色彩组合实现有效的BICC目的。
l 广告主题组合表现
物联网定位技术研究 篇6
【摘 要】Domino是目前办公自动化系统的主流开发平台之一，Domino自带一个非关系型数据库即文档型数据库，而目前大多数集团化财务管控信息都使用诸如SQL Server、oracle等关系型数据库，因此，集团信息化建设势必要涉及如何把Domino导入到oracle数据库的问题。Domino与关系数据库之间的相互交换信息，相互融合的技术伴随着实际应用的不断增加，其技术也日渐成熟。本篇文章主要介绍的是Domino与oracle数据库的融合，以这案例为模版来研究，这对Domino与关系数据库之间在未来的交流发展上广泛的应用前景。
【关键词】Domino 关系数据 oracle数据库 相互融合
【中图分类号】TP311.13 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）03-0103-02
前言
Domino拥有一个文档数据库管理系统，擅长于存储非结构化信息，并提供全文检索、版本控制、留痕迹修改功能，有别于一般的关系型数据库，如oracle、mysql、SQL server等，对单一的消息和工作流系统来说是不错的架构，由于对关系数据处理能力非常弱，相对于关系型数据库数据维护困难，查询和数据统计效率就比较低下，如果想做较大规模的业务整合或者业务开发，会是困难重重，因此与关系型数据库如何的融合是个课题。
1 Domino重要概念介绍
Domino是一种群组工作软件。使用了Domino的服务器称为Domino服务器。Domino的功能强大，界面丰富，主要用于辅助多人协同工作，从而突破平台、技术、组织和地理上的限制，充分实现信息与技术方面的共享。Domino系统的的关键专业术语有：组织单元，人员，服务器，验证字，验证者，标识符，目录，Domino域等等。组织单元（Orgnization Unit）类似就是相当于现实生活中单位内部的一个部门或者单位的一个分支机构。在Domino环境中，人员就是Domino系统的用户。服务器（Server）是用于存放数据信息的计算机。验证字（certificate）在Domino环境中的组织单元，人员等都必须要有自己的验证字，才能用在互相访问和信息交换中验证自己的身份。验证者（Certifier）又名证明者，证明人，在DOMINO环境中，组织和组织单元被称为验证者，组织验证者是最高级别的验证者，组织单元验证者是由组织验证者产生的，人员和服务器的验证字是经过组织或组织单元验证者验证后产生的。标识符（ID）是把组织，组织单元，人员，服务器的验证字有关信息，保存在一个后缀名为ID的磁盘文件中，这个文件就是组织，组织单元，人员或服务器的ID。Domino目录用来存放组织，组织单元，人员，服务器及其配置信息的数据库，其文件名一般是names.nsf。Domino域（Domino domain）共享同一个Domino目录的一组Domino服务器。简而言之就是使用同一个names.nsf的一组Domino服务器。
2 Domino 与关系数据库的融合关键
关系数据库，是建立在关系模型基础上的数据库，借助于集合代数等数学概念和方法来处理数据库中的数据，标准数据查询语言SQL就是一种基于关系数据库的语言，关系模型是由关系数据结构、关系操作集合、关系完整性约束三部分组成。
在项目开发过程中，Domino很多功能需要Java代理及外接数据库才好实现，核心的问题是：如何把原先的关系型数据库中的内容全部导入Domino 中是因为企业现在的所有数据都集中在一个关系型数据库中，因此希望domino数据库能与旧的关系库互操作，而不必在数据库转换上浪费更多资源。对于企业来说，如果企业数据存放在不止一个关系库中，那么就需要购买若干个此类产品，而且实现过程较为复杂。
因此能否通过Lotus Script编写一个通用的数据库转换程序就成为系统开发的关键之一。具体解决方法如下：
第一步 在控制面板——>32位ODBC数据源中建立用户数据源
Test；
第二步 在Domino R5中新建一个数据库Try，并建立一个空白表单Connection，此表单没有任何内容，然后在表单上创建一个“操作”，起名为“Read”；
第三步 在“Read”操作的编程窗口中选择编程语言为Lotus Script；
第四步 在编程窗口的对象窗口中点击“Option”事件，并写入如下脚本： Uselsx "*lsxodbc" // 使用Lotus Script 扩展对象中的ODBC类
第五步 选中“Declare”事件，在其中写入：
Dim session As NotesSession Dim db As NotesDataBase
Dim doc As NotesDocument
Dim qry As ODBCQuery
Dim result As ODBCResultSet
Dim con As ODBCConnection
定义程序中使用到的各种对象。
第六步 选中“Click”事件，在其中写入：
Sub Click（Source As Button）
Set New Value
Set session = New NotesSession
Set con = New ODBCConnection
// 新建ODBCConnection对象实例
Set qry = New ODBCQuery
// 新建ODBCQuery对象实例
Set result = New ODBCResultSet
// 新建ODBCResultSet对象实例
取得当前数据库信息
Set db = session.CurrentDataBase
Set doc = New NotesDocument（db）
// 新建文档 doc.form = "connection"
// 新建文档的表单指向connection
Call con.Disconnect（）
// 保证con对象当前没有连接其他数据源
If con.ConnectTo（"test"） Then
// 如果连接成功
Set qry.connection = con
// 将建立好连接的con交给query对象
qry.SQL = "SELECT * FROM Table1"
// SQL 语句
Set result.Query = qry
// 将已经连接上数据源并写好SQL
语句的query对象赋给result对象
Call result.Execute（）
// 循环直到结果集为空
Call result.NextRow（）
// 指针指向下一条记录
For i = 1 To result.Numcolumns
// 根据字段的索引值得到字段的名字value = result.GetValue（field）
// 取得字段值 If Isdate（value） Then
// 将关系库中的值写到Notes当前库的当前表单中
Next Call doc.save（True，True）
// 当一条记录的所有字段都被写入 Notes库后保存此文档
Set db = session.CurrentDataBase Set doc = New NotesDocument（db）
// 断开与数据源的连接
Else Messagebox（"Could not connect to server"）
End If End Sub
卫星定位技术 篇7
自1994年美国的全球定位系统(GPS)全面运行以来,卫星导航定位系统在军事和商业上的应用越来越普遍。由于巨大的军事和商业利益,俄罗斯和欧洲也在建立各自的全球导航卫星系统。俄罗斯的全球导航卫星系统(GLONASS)已经部分建成,预计在2007年覆盖全球;欧洲的全球导航卫星系统(GNSS)Galileo正在筹建之中,预计在2010年左右建成。
全球卫星导航定系统能提供包括陆地、海洋、航空和航天的全天候的导航定位能力,有着巨大的军事用途和商业利益。那么,全球卫星导航定系统提供精确导航定位的基础是什么?本文从已有的卫星导航系统入手,详细描述影响卫星导航定位系统精度的主要问题,如卫星导航所用的时间基准、时间同步、导航卫星的定轨以及它们对定位精度的影响等。
1 影响卫星导航定位系统精度的几个问题
用卫星的无线电信号进行导航定位的前提是已知卫星的精确位置、统一的时间基准和卫星播发的导航信号。初始的卫星轨道由测控系统进行跟踪和测量。在调试完成后,卫星进入预定的轨道,这时的卫星轨道一般精度不高,需要监测站对卫星轨道进行不断的监测和修正,使卫星轨道的预测越来越精确,最终达到使用要求。导航定位系统应有精确、统一的时间基准,一般采用一组铯原子频标,使得各个卫星的时钟与时间基准对齐,各个卫星用统一的时刻播发导航信息。对于GPS来说,各个卫星播发导航信息的绝对时刻在2 ms之内,而各个卫星时钟与统一的时间偏差则在导航电文中播出。
有了卫星的精确位置、卫星播发导航信号的时刻和统一的时间基准,剩下的问题就是导航接收机精确地测量卫星信号到达接收机的时刻,到达时刻的测量可分为伪距(伪码)测量和载波相位测量,这2种测量方法有不同的测量精度和解算要求。
可以看出,影响卫星导航定位系统定位精度的主要问题是,导航系统保证的统一的时间基准、时间的同步、卫星轨道的测量,以及用户接收机采用的测量方式。
2 时间基准[1,2]
时间基准作为一个基本的物理量,经过几千年的演化,在20世纪初进入了电子和原子时代,从最初的LC振荡电路、晶体振荡器、原子频标到现在正发展的离子存储频标,作为时间基准的频率标准大约以每10年提高1个量级的速度进步。
各种的频率源,从可靠性、价格、长期稳定性、短期稳定性上来看各有优缺点,如晶体振荡器具有体积小、价格便宜、可靠性高和短期稳定性好的优点,但其长期稳定性较差,晶体振荡器一般只能达到2×10-8的量级。
一个好的商业级铯频标可达到2×10-14/d,而最好的铯束频标可达到4.4×10-15[1]。氢原子频标的频偏较大,但稳定性好,一般其频偏为5×10-11,稳定性可达2×10-16/d。原子频标除了铯钟和氢钟还有铷钟,铷钟体积比较小,但频偏和稳定性都较差,其短时稳定性为3×10-11/(1～1 000 s)和长时稳定性为5×10-11/月[2]。
从性能上看,铯钟和氢钟性能较好,从价格上和可靠性上看,晶体振荡器则更有竞争力,所以,导航卫星上不仅配备铯钟和氢钟,也配备晶体振荡器。
上述原子钟是在地面达到的频率稳定性,在导航卫星上由于受到体积、重量和环境的限制,铯钟和氢钟都达不到以上的频率稳定度,如GPS卫星的频率稳定度为1×10-13左右。我国的可用于卫星导航的正在研制氢钟可达2×10-14[2]。
3 时间同步[2]
在卫星之间,卫星和地面站之间,卫星和用户接收机之间,维持和时间基准的同步是导航定位系统要解决的主要问题之一。实现时间同步一般有单向时间传递、共视时间传递和双向时间传递3种方法。对于大范围远距离的时间传递,一般采用卫星传递无线电信号,如地球同步卫星或GPS卫星。下面对单向、共视、双向时间传递的方法和目前达到的精度进行分析。
3.1 单向时间传递
单向时间传递是最简单的时间传递技术,但也是性能上最差的方法。时间信息从源A经过传输介质时延dab到达用户B,由于每千米有大约3.3 μs的时延,因此传播路径的时延不能忽略。如果源和用户的位置精确已知,则传输时延能被粗略计算。这时的主要误差是电离层时延、对流层时延、多径影响和硬件设备时延。以GPS卫星和GPS接收机为例,当前的GPS广播时间的精度在ns级,比较好的GPS接收机能在几分钟内获得优于±100 ns的时间传递精度。24 h平均可达±10 ns,这是因为广播的卫星位置精度为几米,其时间误差为3～6 ns;电离层延迟可用双频接收机测定,且被限制在几ns;对流层延迟的残差一般为几ns;硬件的不确定性也有几ns;而这些残差在一昼夜内有一定的周期性,故可通过24 h平均减低。
3.2 共视时间传递
改善单向时间传递技术的方法是共视法,该技术允许直接比较相距遥远的2个用户时钟,其原理框图如图1所示。
在该技术中,2个用户A和B不断接收一个信号发射机的信号,测量接收机接收的信号与本地时钟的钟差,通过E-mail或FTP等手段交换2用户的时差值,A和B的钟差由R-A和R-B获得。如果信号到接收机A和B的传输时间精确相等,则2个接收机能精确同步,而不依赖发射机的特性和传输介质。
如果信号到接收机A和B的传输时间精确相等,则2个接收机能精确同步,而不依赖发射机的特性和传输介质。
如果能精确消除信号到达2个接收机的波动和2个接收机的不一致性,则两地能精确地同步。这个理想的情况是不存在的,但是,即使R到A和B的路径不是精确相等,如果它们是近似相等,且波动的延迟是高度相关的,这个方法依然工作得非常好。只要两地的距离较小,使得上述的次佳条件成立,且几何上保证对流层延迟相关,则有比单向时间传递更好的时间标定结果,唯一不利的条件是两地必须进行数据交换。
共视卫星法的钟差=A-B-(dra-drb),共视卫星法的时间传递精度为1～10 ns。在相关文献中,用GPS卫星和较好的GPS载波相位接收机,在相距2 400 km的两地,可达1 ns以内,24 h平均则为100 ps左右。
3.3 双向时间传递
双向时间传递能使两地的时钟直接比较,一个半双工的系统是信号被传回的单向系统,它的单向时延能发送给用户。一个全双工的系统是两地不断的互传,半双工的系统不能消除延迟波动。如果入站和出站时延相等或精确已知,一个全双工的系统不依赖实际的传输路径。完全消除传输路径影响可能是困难的,因为2站的硬件不可能完全相同,且收发频率也必须是分开的。
一个使用同步卫星的双向时间传递如图2所示,称为双向卫星时间和频率传递系统。一旦传播时延能被消除,双向卫星时间和频率传递系统能提供稳定和精确的时间传递。
在双向卫星时间和频率传递技术中,基本的时间测量是TIC(时间间隔计数器),TIC由发送钟信号开启,由接收的远程钟信号关闭,一般是1个脉冲信号/s,TIC的数据被2个站同时记录,且数据文件在2个站之间交换。TIC的方程为:
TIC(A)=A-B+dtb+dbs+dsba+dsb+drb+Sb;
TIC(B)=B-A+dta+das+dsab+dsa+dra+Sa。
中,TIC(A)和TIC(B)是各自的TIC读数,A和B是各自的时钟时间;dxxx是各自的传播时延;Sa和Sb是Sagnac效应(地球自转效应),且Sb=-Sa,Sa=2wAr/c2,w为地球自转角速度,c2是光速的平方,Ar定义为连接卫星到2个站和地心到2个站,在赤道面投影所形成的区域。
适当调整2个时钟,使它同步在0.25 s以内,则TIC的值总是正的。A与B的钟差为:
可以看出,绝大部分的路径延迟被消除,发送和接收延时因设备不同不能消除,这是双向技术的主要误差源。卫星时延对于在2个方向上同时传送的同一颗卫星,能被完全消除。因为上行和下行频率不同,传播时延不能完全消除,这主要是电离层延时不同。由于双向卫星时间和频率传递系统有大的天线,有利于消除多径影响。
双向卫星时间和频率传递系统在24 h周期内,能提供优于1 ns的时间传递,有些系统能达到0.1 ns的精度,一般情况下双向卫星时间和频率传递系统能校准1 ns。
从以上的叙述可知,时间传递或时间同步,主要有3种方法。但是导航定位系统一般使用双向卫星时间和频率传递系统获得更好的对时精度;共视卫星方法在一定条件下,也能提供极好的精度,由于共视卫星方法设备简单,是值得研究的方法。单向时间传递最简单,适于精度要求不高的时间同步。
4 卫星轨道确定
4.1 卫星轨道确定的一般方法
我们知道,用GPS导航定位系统确定用户的位置时精度很高,GPS接收机定位依赖的是GPS卫星的精确位置和预测的运动轨迹。也就是说,GPS卫星在提供服务前,它必须先确定自己的精确位置和预测的运动轨迹。
卫星的定轨依靠的是卫星跟踪传感系统,它可分为被动传感系统和主动传感系统。主动传感系统用雷达跟踪卫星,即雷达发送测距信号到卫星,卫星转发测距信号到雷达跟踪站,测得卫星到地面站的距离和角度,测控网通过测得原始数据对卫星轨道进行计算和预测。
被动传感系统用望远镜和CCD相机,望远镜恒速地扫过一个空间区域,摄像机拍下这一区域的照片,这些照片能监视任何目标的移动,区分恒星和人造卫星。用望远镜、CCD摄像机和计算机处理,有可能对卫星进行精确定轨,美国的空间技术科学家正在对这一方法进行研究。
GPS卫星的定轨综合了被动和主动技术,GPS卫星主动发射无线电测距信号,地面GPS接收机被动地接收测距信号。全球布站的GPS卫星监测网,收集5个监测站(很快将为6个)的测量数据在中心站进行轨道解算,随着布站的增加监测站未来将到18个。那时,通过用超过4个地面站同时接收,用精确的地面站位置和精确的时间同步可直接解算出卫星的精确位置和钟差(与GPS接收机定位解算的原理相同)。
美国为了满足不断发展的航天技术的要求,在1961年开发了称为TRACE的定轨程序,TRACE软件已被不断地增强和开发了40年,成了应用广泛的少数几个工业标准之一。TRACE不是为满足特定卫星的定轨任务,它提供一般化的可配置方案,适应各种轨道模型、定轨任务和测控网;它提供误差分析能力,使得卫星轨道设计者能评估设想,优化跟踪计划。
4.2 卫星轨道确定的误差源
轨道预测是一个非常复杂的任务,它需要各种精确的模型。航天器的运动符合开普勒定律(Kepler Law),但这并不意味着确定和简单,卫星受到各种力的作用,精确模型化卫星轨道必须考虑几个方面的问题。
4.2.1 重力势
地球不是一个完美的球体,它的赤道半径大约比两极长20 km;它的内部物质也是很不均匀的,所以,地球的引力场(或重力势)是很复杂的,早期的模型来源于对地球全球的重力测量。虽然模型逐步改善,但在消除重力场影响时并不成功,美国综合了大量的高精度GPS 数据、激光测量数据和来自其他卫星轨道的数据,于1996年建立了精确的地球重力势模型,第一次使得重力场影响不再是一个主要的误差源。
4.2.2 动态重力势效应
地球的卫星——月球,导致地球的潮汐变化,除了海潮外,月球能引起地球40 cm的形变,地球的气体大气受到同样的扭曲。这个潮汐效应是不确定的,在任何一天地球有可能比典型的24 h平均转速快或慢。目前,这个效应还不能预测,必须进行不断的测量,定轨系统必须进行经常修正。可从“国际地球自转服务”的科学团体得到一些预测数据。
4.2.3 坐标结构
“国际地球自转服务”也提供一个精确的定轨评估,一个由地球内部的熔岩和地核引起的地球形变运动,可产生地轴的晃动。地理北极和地轴天复一天的相对变动,虽然定轨专家要保持地球方位变化的最新理论,但是一般预测的是地球自转轴的章动和运动。
4.2.4 宇宙的引力作用
所有天体施加的引力都能影响地球卫星的轨道,这可通过最新的天文观测数据,使宇宙的引力作用模型化。
4.2.5 太阳光的影响
太阳通过光压对卫星轨道施加影响,太阳的辐射压似乎可以简单地计算,实际上依赖于卫星是否朝着太阳和卫星表面的反射能力。卫星可由地球或月球全部或部分地遮挡,阳光可能被地球反射而照射到卫星,阳光可使卫星的各部分热量不均,引起热辐射加速效应。太阳光影响的模型,需要考虑精确的卫星外观模型和了解它的姿态。
4.2.6 低轨卫星两点加速度
在卫星的转移轨道上,太阳的辐射被地球完全挡住时,太阳辐射压下降到零而引起卫星加速;在近地点,地球对卫星产生最大的拉动效应。
4.2.7 大气拖动
在地球大气和近真空之间没有明显的边界,大气的残余可外展几百千米。对于以高速飞经极少大气的卫星,极少的大气也足以拉动卫星并最终使它落下。大气拖动模型和太阳光影响的模型相似,各种轨道和各种卫星要研究,卫星表面要模型化。大气拖动模型的建立是一个困难的问题,实际上,在一天最好条件下,最好的模型也只有15%的精确度。
4.2.8 电离层延迟
在使用无线电测量时,动态的电离层能导致信号的很大损失,特别在像S波段和L波段这样的低频段。在太阳活动活跃时,电离层有大的暴发或引起电离层风暴。在这种情况下,只能通过测量而不能进行预测。
从上述可知,卫星定轨和轨道预测有许多方法,如被动监测网、主动监测网和2种方法的组合,除了监测网外,航天器的精确轨道模型是轨道预测的关键。监测网能实时的测量航天器的轨道,但轨道预测精度依赖于各种模型的精度。对于GPS系统,卫星轨道精度对用户测距的影响,已由1990年的6 m改进为现在的2 m左右。用GLONASS+GPS双频接收机组成的监测网,对GLONASS卫星的精确的轨道定位的均方值已达20 cm。
5 结束语
导航定位精度体现卫星导航定位系统的整体性能。影响定位精度的因素很多,可分为系统和用户2部分。如上所述的“时间基准”、“时间同步”和“卫星轨道确定”等问题是卫星导航定位服务要解决的问题,它们是卫星导航定位系统建设时面临的基本问题,体现了卫星导航定位系统的技术水平。
摘要：对影响导航定位系统定位精度的各种因素进行了分析。研究了影响导航定位精度的关键技术问题,如时间基准、时间同步和卫星定轨等。叙述了GPS系统的时间基准精度的国内外技术水平,以及时间同步的各种常用方法,如单向时间传递、共视时间传递和双向时间传递等。描述了影响卫星定轨的各种因素,特别是地球重力、月球引力、宇宙引力、大气阻力和阳光光压等对卫星轨道的作用。指明了卫星导航系统的主要误差源或影响定位精度的主要因素。
关键词：卫星导航,时间基准,时间同步,卫星定轨
参考文献
[1]SULLIVAND B,BERGQUISTJ C,BOLLINGER J J,et al.Primary Atomic Frequency Standards at NIST[J].Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology,2001,106(1):47-63.
卫星定位技术 篇8
从20世纪90年代末至今, 卫星导航相关专利申请数量迅速增加。我国的卫星导航产业在近5年间才开始进行专利布局, 而国外卫星导航技术起步较早, 在专利申请量以及核心技术和应用领域的布局上具有较大优势, 这无疑会对我国卫星导航产业的发展构成威胁。
面对国内外各大导航厂商不断拓展的专利布局现状, 只有全面的、准确的摸清国内外专利技术发展的具体方向, 深入了解拥有重要专利技术的主要国家和企业, 洞悉不同地区和企业技术研发的重点, 才可能做到及时把握技术发展动向, 知己知彼, 在新的产业竞争道路上探索出一条符合国情的发展之路。
针对上述需求, 笔者所在研究团队以专利信息为切入点:检索各重点分支技术;解析主要国外申请人专利布局;筛选国外主要竞争对手的重要专利;提出相关领域专利技术布局策略。由此形成了包含接收机天线、射频前端处理模块、重点企业专利布局、导航领域专利诉讼、混合室内外定位技术、导航电子地图以及信号格式等子专题在内的卫星导航领域专利分析报告。本文作为卫星导航专利分析报告之四, 主要聚焦卫星导航混合定位领域, 通过专利信息的统计分析, 对其产业现状和技术发展路线进行梳理。
2 卫星导航混合定位技术简介
全球卫星导航系统在车载导航等民用方面的应用已日益广泛。但是, 卫星信号会受到建筑物、树木、墙和地形的遮挡, 从而在大城市的楼群间、室内、隧道或者较深的矿区等地区, 卫星信号较为微弱, 这在很大程度上影响了民用导航的准确度。
为进行高精度的定位, 将卫星导航技术与其他的定位技术 (如室内定位技术、地面网络技术等) 相结合成为大势所趋, 具有全球导航卫星系统 (GNSS) 和地面网络集成的混合定位系统正在演进为技术发展的重要策略, 并且正在成为国家实力的重要代表。
综上所述, 有必要对混合定位技术进行研究和专利分析, 从中寻找研究热点和发展趋势。
目前的混合定位技术主要有高通的GPSOne技术, 以及GPS+Wi-Fi、GPS+短距离无线通信、GPS+GPSO ne、蜂窝网络+短距离无线通信等多种组合的混合定位技术等。
3 卫星导航混合定位技术专利申请态势分析
3.1 技术发展历程
纵观混合定位技术的专利申请, 自1990年开始出现相关专利申请, 到2013年9月31日为止, 全球专利申请为2, 541项, 其中中国专利申请为971项。
全球卫星导航混合定位技术发展历程大致经历以下三个阶段:
(1) 技术萌芽期 (1990~2000年)
随着20世纪80年代GPS定位技术的发展, 仅利用单独的GPS系统执行定位, 会导致定位精度不足和应用范围过小。各大公司在1990至2000年间开始组合多种定位技术进行定位。由于处于研发起步阶段, 因此申请量较少。美国联邦通信委员会 (FCC) 1996年10月颁布的E911法令, 要求所有的蜂窝无线通信网运营商在手机用户发出紧急呼叫时, 向公共安全应答点提供该手机的号码和位置。这项法令的颁布大大促进了无线通信定位技术发展, 该技术下的专利申请量开始增长。
(2) 技术发展期 (2001~2005年)
在该时期, 许多公司在E911法令实施前抢滩圈地。不仅许多小公司纷纷提交专利, 在2001年, 高通公司所提交的GPS和移动网络混合定位技术专利申请也高达16项, 充分说明了E911法令对于推定定位技术发展的巨大作用。在此期间涉及的定位技术, 不仅有GPS与移动网络混合定位技术, 还有各种室内定位技术。
(3) 技术成熟期 (2006至今)
自2006年起, 由于前期中国联通、中国移动纷纷开始提供手机LBS业务, 中国的定位技术申请量自2006年起有了较大增长, 全球申请量也有了较大回升, 从此申请量连年快速增长, 但申请人的数量增速相对较缓, 显示出了室内外定位技术已经进入相对成熟期。
3.2 专利布局
3.2.1 全球专利布局分析
涉及混合定位技术的专利申请在全球的专利布局情况, 如图1所示。美国的专利申请量达到869项, 居卫星导航混合定位技术全球申请量之首, 占全球总量的34%, 显示出美国是该领域的最大专利布局地区;排名第二位的是中国, 专利申请量达到591项 (另有实用新型380项) , 占全球总量的23%;排名第三、四位的是韩国和日本, 专利申请量分别为196和183项, 各占全球总量的8%和7%;欧盟的专利申请量为59项, 约占全球总量的3%。可以看出, 在卫星导航混合定位技术方面, 欧美在该领域具有传统的技术优势。日韩由于定位技术的应用起步较早, 发展成熟, 申请量也不容小觑, 我国在该领域也具有一定的专利布局。
3.2.2 中国专利布局分析
在中国申请的国外申请人的主要来源国是美国、日本、韩国、芬兰和瑞典。如表1所示, 美国、日本、芬兰和瑞典在中国申请的授权率和有效率在40%以上, 而日本的授权率则高达50%左右。可见这些国家一是对中国市场比较重视;二是技术确有先进之处、撰写质量高;三是专利策略清晰, 授权范围稳定, 并注重专利池的布置和专利的保有。
在中国申请的国内主要省市的发明专利申请量、授权量和有效量的对比情况。如表2所示, 北京、上海、江苏和广东的授权率在22%左右, 深圳的授权率相对较高在33%。有效率方面, 广东最高, 为73%, 其次是深圳, 为67%, 其他三个省市有效量在47%左右。这显示出在集中了大批科研院校和生产企业的上述五个省市, 专利申请的质量比之国外公司仍有提升的空间, 但授权专利的保有方面与国外公司相差不大, 显示出了这些省市对已授权专利的重视。
3.3 主要技术构成
3.3.1 技术分支的划分及其涵义
按照主要室内外定位技术, 将卫星导航混合定位划分为10个技术分支, 各技术分支的划分及其涵义。如表3所示。
3.3.2 各技术分支全球申请年代分布
图2是上述各技术分支的全球申请量年度分布情况。可以看出, 各技术分支处于不同的发展阶段。如技术分支“GPS+蜂窝网络+其他”的申请量最多, 其从1996年开始申请量就开始明显增长, 在2008~2010年度达到最大值, 2011年申请量趋于稳定, 显示这项技术处于成熟期。而“短距无线通信”技术分支从2002年起申请量有了快速增长, 显示该技术自此时起进入了研发高峰, 显示该项技术处于快速发展期。再看“电视定位”技术分支, 其申请高峰出现在19 9 9~2 0 0 4年, 自此之后申请量迅速减少, 显示该项技术处于停滞期。
此外, 从各项技术的申请绝对数量来看, “短距无线通信”和“GPS+蜂窝网络+其他”、“无线传感器”是近期研究的技术热点, 尤其是“短距无线通信”技术, 申请增量率超过“GPS+蜂窝网络+其他”, 居于首位, 表明业界各家公司在此技术上申请和布局最多。
3.3.3 各技术分支中国申请年代分布
图3是各技术分支申请量中国年代分布图, 可以看出, 与全球不同, 中国自1996年才开始有涉及卫星导航混合定位的专利申请, 其余分布规律与全球申请量分布大体相同。除了“短距无线通信”、“无线传感器”是近期研究的技术热点外, “伪卫星”技术和“蜂窝网络+其他”的专利申请也持续增加且数量, 显示出我国研发机构对这两项技术仍保有研发热情。
(未完待续)
摘要：集成全球导航卫星系统 (GNSS) 和地面网络的卫星导航混合定位技术是定位技术发展的重要分支。本文以大量精确的数据统计为基础, 全面呈现了全球及国内卫星导航混合定位专利申请的态势、申请人特点及技术分支分布, 并以专利信息为切入点, 对其产业现状和技术发展路线进行梳理。
卫星定位技术 篇9
面对日益严重的能源危机, 以太阳能为代表的清洁可再生能源产业受到了世界各国政府的支持, 已经出现了爆发式的增长, 发展前景非常广阔。但太阳能存在着密度低、间歇性、光照方向和强度随时间不断变化等问题, 严重影响了太阳光能的接收效率。另外, 传统的太阳能电池板大都采用固定式安装, 即电池板固定在某个位置, 不随太阳位置的变化而移动, 也严重影响光电转换效率, 据测算:如果平板发电系统与太阳光线角度存在25°偏差, 就会因垂直入射的辐射能减少而使光伏阵列的输出功率下降10%左右。因此, 采用全自动太阳跟踪系统, 有效地保证太阳能电池板能够时刻正对太阳, 使发电效率达到最佳状态, 对解决能源危机有着十分重要且深远的意义[1,2,3]。
1 系统实现方案
本系统方案实现有两个关键:准确授时、准确的本地地理信息 (经纬度) 。系统根据GPS授时校正系统IC时钟, 根据GPS定位信息, 提供本地经纬度, 然后跟踪算法根据授时时间和本地经纬度信息, 运用天文算法计算太阳位置, 驱动跟踪装置对准太阳。
1.1 GPS授时
GPS授时系统是针对自动化系统中的计算机、控制装置等进行校时的高科技产品, GPS授时产品从GPS卫星上获取标准的时间信号, 将这些信息通过各种接口类型来传输给自动化系统中需要时间信息的设备 (计算机、保护装置、故障录波器、事件顺序记录装置、安全自动装置、远动RTU) , 这样就可以达到整个系统的时间同步。
GPS 时间同步装置是接受和发送时间同步信号和时间信息的基准时间装置, 它一般包括GPS 信号接收器、中心处理单元、同步脉冲发生电路以及各种接口等几个部分[4,5]。
其示意图如图1所示。
GPS接收器在任意时刻都能同时接收其视野范围内4～8颗卫星的信号, 其内部硬件电路和处理软件通过对接受到的信号进行解码和处理, 能从中提取并输出两种时间信号:一是间隔为1 s的脉冲信号1 pps, 其脉冲前沿与国际标准时间 (格林威治时间) 的同步误差不超过1 μs;二是经RS-232串行口输出的与1 pps脉冲前沿对应的国际标准时间和日期代码 (时、分、秒、年、月、日) [5,6,7]。
本文中的GPS接收模块采用广州鑫图科技有限公司的Gstar系列的GS-87模块, 它采用3.3～5.5 V (VDC) 供电, 20通道, 可同时跟踪12颗卫星, 一秒更新定位资料, 平均定位时间为:热启动:1 s;暖启动:38 s;冷启动:42 s。其输出语句结构如下:
Recommended Minimum Specific GNSS Data (RMC) 推荐定位信息:
$GPRMC, <1>, <2>, <3>, <4>, <5>, <6>, < 7>, <8>, <9>, <10>, <11>, <12>*hh
系统每天早上需要进行时间校正 (即每天校正一次时间) , 校正时需GPS授时, 这时GPS控制电路启动GPS, 校正后, 关闭电源。GPS控制电路, 能有效管理该GPS开关, 延长其寿命。
其控制逻辑和控制电路图如图3、图4所示。
1.2 GPS定位
目前GPS系统提供的定位精度是优于10 m, 而为得到更高的定位精度, 我们通常采用差分GPS技术:将一台GPS接收机安置在基准站上进行观测。根据基准站已知精密坐标, 计算出基准站到卫星的距离改正数, 并由基准站实时将这一数据发送出去。用户接收机在进行GPS观测的同时, 也接收到基准站发出的改正数, 并对其定位结果进行改正, 从而提高定位精度。差分GPS分为两大类:伪距差分和载波相位差分。
(1) 伪距差分原理
这是应用最广的一种差分。在基准站上, 观测所有卫星, 根据基准站已知坐标和各卫星的坐标, 求出每颗卫星每一时刻到基准站的真实距离。再与测得的伪距比较, 得出伪距改正数, 将其传输至用户接收机, 提高定位精度。这种差分, 能得到米级定位精度, 如沿海广泛使用的“信标差分”。
(2) 载波相位差分原理
载波相位差分技术又称RTK (Real Time Kinematic) 技术, 是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。即是将基准站采集的载波相位发给用户接收机, 进行求差解算坐标。载波相位差分可使定位精度达到厘米级。大量应用于动态需要高精度位置的领域。
GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据, 采用空间距离后方交会的方法, 确定待测点的位置。如图5所示。
假设t时刻在地面待测点上安置GPS接收机, 可以测定GPS信号到达接收机的时间△t, 再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程式
上述四个方程式中待测点的空间直角坐标x、 y、 z和Vto为未知参数, 其中di=c△ti (i=1、2、3、4) 。
di (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4到接收机之间的距离。
ti (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的信号到达接收机所经历的时间。
c为GPS信号的传播速度 (即光速) 。
xi、yi、zi (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4在t时刻的空间直角坐标, 可由卫星导航电文求得。
Vt i (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的卫星钟的钟差, 由卫星星历提供。
Vto为接收机的钟差。
由以上四个方程即可解算出待测点的坐标x、y、z和接收机的钟差Vto。
1.3 太阳运行轨迹的算法
太阳的运行轨迹, 即太阳相对地球的位置可由
两种坐标系统来描述:赤道坐标系和地平坐标系[8,9,10]。
赤道坐标系下太阳相对于地球的位置是相对于赤道平面而言, 用赤纬角δ和时角ω来表示。
赤纬角δ在一年中的变化用下式计算
δ=23.45×sin[360× (284+n) /365] (5)
其中n为一年中的日期序号。
地球自转一周为360°, 对应的时间为24 h, 故每小时对应的时角为15°。从正午算起, 上午为负, 下午为正, 数值等于离正午的时间乘以15°。时角ω的计算公式为
ω=f (t) (6)
地平坐标系下用高度角θ和方位角ψ两个坐标表示。太阳高度角是指某地观测者在观测太阳时的视线仰角, 简称太阳高度。太阳方位角即太阳所在的方位, 指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角。
在地平坐标系中, 赤纬角和时角和赤道坐标系的是一致的。高度角θ计算式为
sinθ=sinα×sinδ+cosδ×cosα×cosω (7)
α为当地地理纬度。
方位角ψ计算公式
sinψ=cosδ×sinω/cosβ (8)
方位角从正午起算, 按顺时针方向为正, 逆时针方向为负, 也就是上午为负, 下午为正。
由以上式子, 结合前文所述的经纬度和当地时间, 就可以计算出太阳的高度角和方位角, 即定位跟踪参数。
2 结论
基于GPS授时的太阳能时基跟踪控制器, 消除了位置和季节变化对该系统的影响, 使得跟踪控制的精度更高, 更可靠。为今后建造更大规模发电站打下了坚实的基础, 对于缓解能源危机有着重大意义, 具有广阔的发展前景。
参考文献
[1]薛建国.基于单片机的太阳能电池自动跟踪系统的设计[J].长春师范学院学报, 2005, 24 (3) .
[2]赵春江, 杨金焕, 陈中华, 等.太阳能光伏发电应用的现状及发展[J].节能技术, 2007, 25 (5) :461-465.
[3]刘鉴民.太阳能利用原理.技术.工程[M].北京:电子工业出版社, 2010.
[4]李学蔷, 普杰信.基于GPS授时的数据同步技术应用研究[J].信息技术, 2004, 28 (10) .
[5]张勇, 李莉.GPS授时世界时钟系统[J].大庆石油学院学报, 2007, 31 (4) .
[6]张文涛.基于PLC的太阳自动跟踪系统的设计与实现[J].制造业自动化, 2010.
[7]马建军, 潘玉良.基于单片机的太阳跟踪控制系统[J].机电工程, 2010.
[8]贺晓雷.太阳方位角的公式求解及应用[J].太阳能学报, 2008.
[9]王炳忠.太阳能中天文参数的计算[M].
无线定位技术研究 篇10
定位技术是指获得在参考坐标系下物体的空间位置信息。对无线定位技术的研究[1]可以追溯到第二次世界大战时期的军事应用, Stansfield于1947年提出了基于AOA测量的无源目标跟踪 (Passive Target Tracking) 问题, 民用方面始于对自动车辆定位的研究。1996年美国联邦通信委员会 (FCC) 的E-911法令[2], 对定位技术在网络设备和手机中定位精度做出明确的规定:基于蜂窝网络定位, 要求定位精度在100米以内的概率不低于67%, 在300米以内的概率不低于95%;基于网络辅助定位, 要求定位精度在50米以内的概率不低于67%, 在150米以内的概率不低于95%。
2 定位技术分类
无线电定位系统通常由一个或者多个已知位置作为定位参考点 (Localization Beacon, LB) 的无线电设备以及一个或者多个待确定位置的无线电设备组成。在直达波 (LOS) 传播条件下, 常规的定位方法[3]是通过检测和估计直达波的特征参数加信号强度 (Received Signal Strength, RSS) 、到达时间 (Time of Arrival, TOA) 、到达时间差 (Time Difference of Arrival, TDOA) 、到达角 (Angle of Arrival, AOA) 以及这些参数的联合估计。可分为以下四类:
2.1 通过测量信号场强 (RSS) 定位的方法。
测量信号场强实现起来成本很低, 一般非常简单的无线电装置都能测场强。
2.2 通过测量波达角 (AOA/DOA) 定位的方法。
对AOA的估计依靠阵列信号处理得到, 其中最直接的方法是相位干涉法。在距离较远的情况下, 很小的角度误差会导致很大的定位误差, 文献中常把这种现象称之为GDOP (geometric dilution of precision) 效应。
2.3 通过测量波达时间 (TOA) 定位的方法。
波达时间 (TOA) 是指目标发出的信号经过传播到达观测点所用的时间。取得的方式有多种:一种是把目标始终与观测站始终严格同步, 目标发出信号时打上时间戳, 观测站接收到根据时间戳算出传播耗时;另一种是观测站发出信号, 被测目标受到后马上转发回来, 这样观测站把发信到收信所用时间的一半作为波达时间。
2.4 通过测量波达时间差 (TDOA) 定位的方法。
波达时间差 (TDOA) 是指目标发出的电磁波信号被一组观测站所接受, 它们所得到的波达时间的差异。由于有着传播时间相减的过程, 不需要被测移动站 (MS) 与观测基站 (BS) 之间的时间同步, 仅需要多个观测基站 (BS) 之间时间同步。TDOA描述的目标移动站的可能位置, 是目标到两个观测基站恒定时间差所能形成的双曲线。多组TDOA能够提供多组双曲线的交点, 从而定出目标的位置。
3 NLOS定位技术
在收发双方之间不存在直线传播路径的传播方式称为非直达波 (Non-line of sight, NLOS) 传播。由NLOS传播导致的信号延迟增大、信号强度衰落以及到达角的改变, 使得观测信号特征参数与LN位置之间的函数关系变得十分复杂, 直接应用传统的定位方法将导致定位性能与实际应用的要求相去甚远。
用来消除NLOS传播误差的方法主要有三种:
图1 GPS卫星配置
3.1 使用模型进行近似匹配定位。
首先测的传播信道的特征值, 然后建立一个信号传播模型, 当进行移动目标定位的时候直接通过特定模型来进行定位。这种方法的最大缺陷是建立准确的模型比较困难, 并且因为建筑物或环境的变化模型容易失效。
3.2 使用NLOS和LOS的测量值进行定位。
对测到的数据进行加权使用来减小NLOS的影响, 权值来源于定位地理特征和基站的所处位置或是基站的各自残差。这种方法的优点是尽管处于NLOS环境下, 但总能测的一个位置, 缺点是测的的位置信息不足够精确或者说不是很可靠。
3.3 对NLOS环境下的LOS信号基站进行识别。
M.P.Wylie提出使用历史信息来进行识别, Li Cong提出使用残差信息进行识别。J.Riba提出使用最大似然检测进行识别。如果识别出来的结果是正确的, 则定位算法的准确性得到证明, 但是由于经常会出现错误的识别, 会导致定位误差偏大。第三种方法还有一个局限性就是要求至少有三个LOS基站信号, 才可以进行目标定位。
4 主流定位技术
目前在日常生活中, 影响比较大的主流定位技术主要有GPS、GSM和CDMA的gps One三种。
4.1 GPS。
GPS (全球定位系统) [4]是美国国防部研制的新一代卫星导航与定位系统。该系统从20世纪70年代初开始设计、研制, 经历约20年, 于1995年全部建成, 卫星位置见图1。
GPS整个系统由下列三大部分组成:空间部分, 包括工作卫星和备用卫星;控制部分, 控制整个系统和时间, 负责轨道检测和预报;用户部分, 主要是各种型号的接收机。
4.2 GSM。
对于移动或联通的G网 (GSM) 用户, 可以通过手机接收到运营商的网络信号来定位。一个GSM手机只要处于开机状态, 就表1三种定位技术的比较
可以接收到附近基站的信号, 根据用户当前所处基站的小区, 可以定位出手机和这些基站之间的相对位置。
4.3 CDMA。
联通C网 (CDMA) 由于和GSM有实质性的差异, 它的定位方式和GSM网络有所不同。联通每个CDMA基站都内置了GPS定位系统, 开发出了一种结合CDMA基站和GPS信息的定位方式:gps One, 其工作原理如图2所示。
三种定位技术的比较见表1。
5 定位服务
与位置相关的服务, 被称为基于位置信息的服务 (LBS, Location Based Service) 。基于位置信息的服务有着极广泛的用途, 目前移动定位技术已经使一系列激动人心的无线应用成为可能。2010年备受关注的典型应用有:Google Buzz, Foursquare, HLayar, HLoopt H, HBrightkite, HGowalla, 大众点评等。
随着3G的普及, 我国的LBS服务将会越来越完善, 国内已经有一些厂商研发相关终端产品。结合自身搭建的系统平台, 可以实现对终端的精确定位, 和历史轨迹查询等功能。
参考文献
[1]陈璋鑫.LOS/NLOS无线定位方法研究[D].成都:电子科技大学, 2009.
[2]Federal Communications Commission."Revision of the Commissions Rules to InsureCompatibility with Enhanced 911 EmergencyCalling Systems".1996.
[3]曹轶超.无线电定位算法研究及目标运动分析[D].上海:东华大学, 2009.
