基础研究

  • 中测广域平差法

    冯浩鉴;

    针对测量平差应用问题,该文用条件平差观点讨论中测广域平差法。用对比方法推导广域间接平差、附条件式广域间接平差、广域条件平差和带未知数广域条件平差4种测量平差方案的数学模型,总结其求解规律,给出求解通式,方便读者在工作中掌握、应用。文中附有算例,说明中测广域平差法用于实践比传统方法优越,精度稳定,可信度较高。研究结果可为相关人员提供参考。

    2019年01期 v.44;No.247 1-4页 [查看摘要][在线阅读][下载 148K]
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  • 带约束的自适应抗差整体最小二乘滤波

    白征东;李帅;陈波波;黎奇;

    针对目前新型的高铁轨道变形监测实施过程中出现的各种复杂问题,该文提出并推导了带约束的自适应抗差整体最小二乘滤波算法,以旋转矩阵的各个元素作为状态参数,将旋转矩阵的单位正交性作为参数的约束条件,位置解算精度比卡尔曼滤波提高了约29%。实验表明,此算法比传统方法更适用于高铁轨道变形监测这一应用场景。同时,此算法可以应用到任何需要考虑观测方程中的粗差和系数矩阵中的随机误差、动态模型的偏差且状态参数有任意约束的情形,包括其他测量、定位与导航场景。

    2019年01期 v.44;No.247 5-9+15页 [查看摘要][在线阅读][下载 268K]
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  • 重力固体潮信号的独立成分分析与谱相关解调

    高略;全海燕;

    针对提取重力固体潮潮汐谐波分量,分析各谐波分量间调制关系的问题,该文结合重力固体潮的产生机制建立了一种重力固体潮信号正交分解模型。利用独立分量分析算法和谱相关方法,分离出与模型相对应的独立分量信号,并从独立成分中解调出载波分量和被调制分量。从而完整地描述了地球自转产生的潮汐谐波与月球、太阳相对于地球轨道变化产生的潮汐谐波的正交分解关系。实验表明,此方法能有效地提取出重力固体潮信号中所包含的潮汐谐波信息,并揭示出该重力固体潮信号中存在3个线性叠加的独立分量,在月波分量和年波分量都以乘性调制的方式调制到半日波分量和日波分量上。

    2019年01期 v.44;No.247 10-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 340K]
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  • 非线性趋势模型参数的外点最速下降算法

    刘翠芝;吴桐;杨恒赞;

    针对非线性趋势模型参数求解问题,该文提出一种全新通用算法:外点最速下降算法。该算法依据约束最优化方法理论,使用外点法和最速下降法,将参数求解问题转化为有约束非线性规划问题。以沉降预测为例,通过对3种典型非线性趋势模型的试算,说明使用该算法所得参数建立模型预测精度普遍较高;同时选用预测平均绝对误差作为衡量精度指标,在此算法下,能在事先计算出此数值,从而可大致估计预测精度;之后分情况给出获得精度较高参数的公式,并通过分析,进一步优化选点方法。

    2019年01期 v.44;No.247 16-20+25页 [查看摘要][在线阅读][下载 197K]
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  • 改进的约束总体最小二乘法

    刘雪龙;杨艳庆;王友;顾焕杰;

    针对传统的约束最小二乘模型和总体最小二乘模型的局限性,该文提出了一种改进的约束总体最小二乘法。假设约束总体最小二乘问题中约束方程系数矩阵也存在误差,然后构造函数模型的广义拉格朗日函数,采用最小二乘法迭代求解非线性的法方程,最终获得了改进的约束总体最小二乘法的牛顿-高斯迭代公式和平差模型精度的无偏估计。该算法采用了更接近实际的平差模型,能够获得更加接近真值的估计参数,同时平差模型的精度更加接近模拟数据加入的噪声水平。实验结果表明,本文算法可有效解决对参数进行约束时的数据处理问题。

    2019年01期 v.44;No.247 21-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 197K]
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  • 一种改进的RSSI加权质心定位算法

    路泽忠;卢小平;付睢宁;刘晓帮;

    针对现有加权质心定位算法易受环境因素影响、权重确定不合理导致的室内定位精度低的问题,该文提出了一种基于RSSI的改进加权质心定位算法,该方法在原算法基础上对权重的确定进行了改进,以RSSI值解算的距离值的倒数和作为权重,有效降低了较远距离在权值中所占的比重,提高了室内定位精度;针对权值修正系数n的取值对定位精度的影响,通过实例得出n=6时定位精度最高的结论,同时证明了本文算法优于现有的质心定位算法及加权质心定位算法。本文算法降低了室内复杂环境因素的影响,提高了利用无线传感网络的定位精度,可为智慧城市、智能交通、矿井及灾害救援等领域精确的位置估计提供帮助。

    2019年01期 v.44;No.247 26-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 237K]
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  • GPS L1C信号LDPC码译码最优量化方法

    张剑;邵晨光;侯毅;

    针对GPS L1C导航新体制信号CNAV-2电文所采用的LDPC纠错编码在译码实现中的量化问题,该文提出了一种修正最小和TDMP译码算法的最优量化方法。该方法分析了译码算法中最小和修正系数的取值以及节点迭代更新信息的整数位与小数位量化精度的选取对其纠错性能的影响,对译码算法在有限精度下的量化方案进行了优化设计。实验结果表明,该量化方法能够有效兼顾译码复杂度与误码率性能。

    2019年01期 v.44;No.247 32-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 189K]
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  • 随机模型对IGS站速度及其不确定度影响分析

    贺小星;孙喜文;马飞虎;许家琪;

    针对随机模型对站速度的影响,该文以45个国际GNSS服务(IGS)核心站坐标时间序列为研究对象,提出基于Fisher信息矩阵的KIC噪声模型估计准则,对WN、PL、FN+WN、FN+RW、FN+WN+RW备选随机模型进行分析。探讨不同随机模型对IGS站速度及其不确定度估计的影响。结果表明,IGS站坐标时间序列随机模型呈现出多样性,在进行噪声模型估计及其速度应用时应选择足够代表IGS随机模型的备选噪声模型。不同随机模型对IGS站速度估计值的相对影响较小,但对速度不确定度估计值影响不可忽略,尤其是RW分量对站速度不确定度的影响更加明显。

    2019年01期 v.44;No.247 36-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 338K]
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地理国情

  • InSAR和地表覆盖的地表沉降驱动力分析

    杨魁;闫利;黄国满;胡永庆;

    针对传统地表沉降监测和成因分析无法实现大规模应用的问题,该文采用一种结合InSAR和地表覆盖数据的多源数据监测和分析方法。通过对Envisat数据集和哨兵1号数据集时序处理中的配准技术进行重点攻关,获取大范围、高精度、多时相的地表沉降成果;然后结合相应年度的地表覆盖数据进行多要素数据的空间拓扑分析,确定地表沉降变化变化的驱动力。以天津市汉沽为例,开展多源InSAR数据、多时相地表覆盖数据的地表沉降监测和分析,发现大面积水域的减少、构筑物和房屋建筑的增加等反映城市建设的指标与地表沉降加剧有密切关系,并结合天津市总体规划进行验证分析。实验结果表明,基于InSAR和地表覆盖方法对于地表沉降驱动力分析的有效性,可为后续城市地表沉降灾害防治和可持续发展应用提供参考。

    2019年01期 v.44;No.247 42-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 834K]
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  • Delaunay三角网的鄱阳湖水陆地形数据整合研究

    肖冰;王亮;徐胜华;梁勇;刘晓;

    针对如何提高水域的综合开发管理能力,实现水陆一体化地形整合的问题,该文在原有DEM格网数据整合的基础上,提出利用基于约束边Delaunay三角网方法进行水陆地形数据整合的方法,即利用迭代交换法实现约束线的嵌入,从而构建约束Delaunay三角网。以鄱阳湖为研究区域,以DEM格网数据和鄱阳湖岸线矢量数据为数据源,利用约束Delaunay三角网方法,创建基于岸线的Delaunay三角网,实现水陆地形无缝整合。实验结果表明,与利用DEM规则格网数据拼接方法进行比较分析,得出在岸线约束条件下构建的Delaunay三角网能更好地表达边缘处地形数据的整合,平滑效果较好。

    2019年01期 v.44;No.247 48-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 343K]
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  • PS-InSAR技术的昆明地表沉降特征提取与分析

    张荐铭;甘淑;袁希平;邱鹏瑞;

    针对昆明2015—2017年可能存在的地表沉降问题,该文通过永久性散射体干涉技术和GIS方法,利用34景Sentinel-1时序降轨数据,揭示了昆明市城区地表沉降的空间分布特点和变化规律,并从地质、水文、人为等方面分析了成因和影响因素。研究结果发现,昆明市城区地表整体存在形变,平均速率在±10mm/a之间。以渔户村、广卫村和洪家村为中心形成了3个面积较大的沉降带,分布在靠近滇池北岸的南市区,而西北方向的普吉片区和环城西路附近的棕树营片区是本次研究中发现的两个新沉降点。

    2019年01期 v.44;No.247 53-59+89页 [查看摘要][在线阅读][下载 780K]
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  • 一种组合反演叶面积指数的方法

    朱佳明;郭云开;刘海洋;蒋明;

    针对传统PRO4SAIL+查找表方法反演叶面积指数存在查找表过于庞大,反演速度较慢等问题,该文提出一种基于PRO4SAIL与局部加权多元回归组合模型反演叶面积指数的方法。通过利用卫星传感器光谱响应函数实现了实测端元高光谱向像元多光谱的转化,解决了测量尺度不同导致的反射率差异问题;选取两种叶面积指数植被指数MTVI1和MCARI1作为反演因子,同时只选用40组PRO4SAIL模型模拟数据建立训练组,解决查找表数据量过大的问题;将局部加权多元回归的权重因子距离公式按照反演因子个数从一维空间扩展至多维空间,更符合实际应用。该组合模型的预测决定系数为0.727 1,平均相对误差为11.09%,传统查找表的预测决定系数为0.693 2,平均相对误差为13.63%。实验结果表明:组合模型具有较好的预测能力,反演得到的叶面积指数含量精度较高,可为更好地监测路域植被生态环境提供技术支撑。

    2019年01期 v.44;No.247 60-65+83页 [查看摘要][在线阅读][下载 346K]
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技术创新

  • 模式识别的空间数据联动更新技术研究

    张新长;张志强;孙颖;何显锦;罗国玮;

    针对多尺度空间数据联动更新技术体系不完善的问题,该文提出了一套系统完善的多尺度空间数据联动更新技术体系。该技术体系以模式识别理论为基础,以"更新信息检测—自适应增量更新—更新信息多尺度匹配与传递"为主线,实现了模式识别理论技术与多尺度空间数据联动更新应用的深度融合,为空间数据快速更新提供了重要的技术支撑和保障。基于广州市增城区空间数据联动更新的实验结果表明:该文提出的方法对于复杂城市区域多尺度空间数据联动更新是非常有效的。

    2019年01期 v.44;No.247 66-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 626K]
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  • 逐步回归的时空地理加权变量选取方法

    孙立琴;张福浩;杨树文;仇阿根;张小璐;

    针对当前建立时空地理加权回归模型采用一般的变量选择方法不考虑时间和空间因素的问题,该文提出一种基于逐步回归的时空地理加权变量选取方法。通过引入Akaike信息法则为变量的取舍准则,基于逐步回归,利用陕甘宁地区影响人口分布的变量与人口分布关系进行实际性能的实验验证。实验结果表明:该方法优于传统逐步回归法、向前引入法和向后剔除法。

    2019年01期 v.44;No.247 73-78+97页 [查看摘要][在线阅读][下载 335K]
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  • 随机优化算法的BDS卫星精密轨道确定

    韩德强;党亚民;薛树强;王虎;张龙平;柴燕妮;

    针对全球北斗地面基准站分布不均匀而影响北斗定轨精度的问题,该文采用格网控制的随机优化选站方法,兼顾测站的质量、分布和站点稳定性等因素,对全球分布的MGEX站均匀选取。运用加权GDOP指标评价选站的有效性,并全面分析了测站数量、分布和质量对定轨精度的影响。结果表明,该方法选取30个测站时,北斗卫星的GEO、IGSO和MEO卫星的精密轨道精度分别为221.56、12.59和6.81cm,比格网法选站有了较大提高。在一定范围内,测站数越多定轨精度越高,全部测站参与解算反而会使定轨精度降低。

    2019年01期 v.44;No.247 79-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 230K]
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  • 地球剖分网格理论在影像处理中的应用

    周晓明;唐德瑾;郝林喆;宋雨晨;

    针对大区域遥感影像处理中数据组织和应用方面的技术难题,该文采用GeoSOT剖分网格体系理论的数据组织方法,建立影像型地理空间数据逻辑剖分与编码,同时提出了基于网格模板的影像按需快速拼接技术,依托空间剖分网格高精度的空间关系,直接从遥感影像中抽取所需的剖分面片进行几何拼图,实现了大区域遥感影像数据的快速组织和拼接,提高了数据浏览等应用的效率。在数据共享上,考虑到异构网络环境下数据实时共享的应用要求,设计了有限带宽条件下的智能传输策略。依托空间剖分网格天然的"多尺度、小面片"的特点,设计灵活的传输策略,在有限带宽网络条件下,以面片为单位,实现用户关心区域的目标信息的快速传输分发,改善数据传输效率和用户体验。

    2019年01期 v.44;No.247 84-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 732K]
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  • 北斗卫星导航系统的空间信号精度评估

    马下平;鲁尚强;李秦政;陈鹏;

    针对卫星导航定位系统空间信号精度能否满足用户需求的问题,该文基于IGS MGEX发布的2016年连续100d的实测数据以及GBM分析中心的精密卫星轨道及钟差产品对北斗卫星广播星历误差、轨道精度以及空间信号距离误差进行统计分析。结果表明:北斗系统的IGSO和MEO卫星广播星历的均方根优于3m,GEO卫星广播星历误差RMSE优于5m;IGSO和MEO卫星广播星历轨道精度优于GEO卫星,且轨道误差在径向R精度最好;空间信号距离误差中,GEO卫星的SISRE均值优于1.5m,IGSO卫星的SISRE均值优于1.0m,MEO卫星的SISRE均值优于0.5m。由此反映出北斗空间信号稳定且精度逐渐提升。

    2019年01期 v.44;No.247 90-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 904K]
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  • 测距误差改正的超宽带定位系统研究

    王川阳;王坚;余航;韩厚增;宁一鹏;

    针对超宽带定位系统存在的测距误差影响定位结果的问题,该文分析了超宽带定位系统测距误差变化规律,并给出了误差改正模型。在定位过程中,首先对测距信息进行误差模型改正,随后基于双向测距的TOA定位方法,利用chan算法和高斯-牛顿迭代算法解算出定位结果,并通过动静态实验对比测距误差改正前后定位结果。结果表明,利用误差改正后的测距信息进行定位解算,能够有效提高系统的测距和定位精度。

    2019年01期 v.44;No.247 98-103+117页 [查看摘要][在线阅读][下载 472K]
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  • 结合特征组与分层策略的遥感图像分类研究

    潘建平;夏鑫;阳春花;

    针对藏南地区地表覆盖信息获取困难、生产效率低等问题,该文提出一种结合特征组与分层策略的高空间分辨率遥感图像逐层分类方法。依据地理国情普查地表覆盖信息分类标准,结合研究区遥感图像实际的地表覆盖状况,充分挖掘高空间分辨率遥感图像的地物特征信息,建立该地区地物图像特征组,并采用分层策略减弱地物间的相互影响程度,实现研究区遥感图像逐层分类。实验结果表明,文中提出的逐层分类方法能有效提高地表覆盖类别解译效率,分层成果有利于进一步的精细分类。

    2019年01期 v.44;No.247 104-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 669K]
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  • 几何刚性和法向量采样一致性的点云配准算法

    张谦;李梦瑶;成晓强;

    针对三维激光点云配准中随机采样一致性(RANSAC)算法存在采样次数多、准确度低的缺点,该文提出了一种结合几何刚性和法向量一致性的点云配准算法。该算法通过改进采样策略降低采样次数并提升匹配精度,首先将点云的法向量信息加入采样集,使得每次的采样点从三对减少为两对;接着以两对采样点的刚性和法向量一致性计算置信度来确定当前采样是否置信;最后以迭代运算选取采样内点数最高的样本来估算变换矩阵实现点云精确配准。对激光三维点云进行配准试验,结果表明,本文方法在匹配效率及匹配性能上均优于传统RANSAC算法,且配准精度更高。

    2019年01期 v.44;No.247 112-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 283K]
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  • 一种卷积神经网络的地图图片智能识别方法

    崔腾腾;刘纪平;罗安;

    针对网络中的地图图片目前难以快速搜寻并对其进行有效标引这一问题,该文提出了使用深网搜索引擎持续获取网络图片,在标记样本较少的情况下,采用基于主动学习的样本扩容算法、基于卷积神经网络的网络地图图片自动语义标引方法,能快速、有效地识别网络中的地图图片,对地图图片的识别精度达到了93.64%,克服了采用人工方式获取样本和图片识别过于耗时费力的困难,有效解决了稀少样本下网络地图图片的智能提取难题,可为地理信息挖掘、问题地图监管等提供有效保障。

    2019年01期 v.44;No.247 118-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 478K]
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  • 特征变换的延安建筑物提取研究

    丁辉;张茂省;

    针对高空间分辨率卫星遥感数据多光谱波段数较少和原始波段组合光谱特征利用有限等问题,该文提出了一种基于特征变换的建筑物信息提取方法。以陕西省延安市宝塔地区为研究区,基于快鸟数据采取特征变换、波段选择、数据融合等解决高空间分辨率原始光谱特征利用有限等问题,采用知识规则的面向对象分类方法进行建筑物识别研究。实验表明,缨帽变换波段能有效地突出建筑物信息,4种融合算法中主成分变换融合适用进一步面向对象分类,建筑物识别的总体精度达到89.3%。此方法能有效识别沿坡脚或滑坡体分散分布的建筑物,为快速获取居民空间分布信息和辅助灾害应急评估等提供参考。

    2019年01期 v.44;No.247 124-131+143页 [查看摘要][在线阅读][下载 851K]
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应用研究

  • 面向测绘应用的遥感小卫星发展趋势分析

    胡芬;高小明;

    针对当前遥感小卫星在我国民用测绘领域尚未进入业务服务阶段,其研制周期短、投资成本低、部署方式灵活、数据获取现势性强等优势未得到充分发挥的问题,该文阐述了国内外遥感小卫星应用发展现状,在此基础上分析了面向测绘应用的遥感小卫星发展趋势。在全球小卫星遥感产业发展势头迅猛的大背景下,面向立体测图应用的高分辨率遥感小卫星将具备更高的系统综合精度指标,通过多星组网和多网协同,实现对全球范围高分辨率遥感影像的及时获取、重点区域的高频次重访和动态地理环境监测,有利于提升卫星测绘产品服务的质量和效益,促进卫星应用的商业化、国际化发展和一系列关键技术的突破。本文的研究为我国测绘遥感卫星的后续发展提供了思路和借鉴。

    2019年01期 v.44;No.247 132-138+150页 [查看摘要][在线阅读][下载 178K]
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  • 2012—2016年的VLBI数据解算及分析

    张军杰;王潜心;吴飞;王志文;陈雄川;

    针对甚长基线干涉测量技术以其极高的测角精度和稳定性在解算地球定向参数和维持地球参考框架方面发挥着不可替代的作用,但是由于其设备庞大昂贵,因此测站较少且观测不连续的问题,该文首先利用VieVS软件解算了2012—2016年的甚长基线干涉测量数据,获得地球定向参数。提出了采用极坐标插值法对极移参数进行插值,以获取连续的极移参数解。对插值后的极移时间序列进行频谱分析,得到较为明显的周年、半周年等周期项,验证了本文采用插值方法的可行性和可靠性。

    2019年01期 v.44;No.247 139-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 291K]
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  • GPS/GLONASS/BDS组合的RTK模型与精度分析

    刘金海;涂锐;张鹏飞;张睿;卢晓春;

    针对RTK技术在观测条件不佳的情况下定位精度和可靠性问题,该文对GPS/GLONASS/BDS三系统组合RTK模型进行了探讨并给出了观测值域与法方程域组合RTK模型。其具体实现过程为:观测值域组合RTK模型即是对多系统的双差观测值直接进行叠加求解得到组合系统的位置参数和模糊度等信息;而法方程域组合RTK模型首先是对单系统的双差观测值进行求解得到单系统的法方程,并对多个系统的法方程叠加后求解得到组合系统的位置参数和模糊度等信息。实验结果表明,观测值域组合模型比法方程域组合模型更严密,其定位结果更稳定;组合RTK比单系统RTK精度更优,稳定性更好。

    2019年01期 v.44;No.247 144-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 619K]
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  • 地方时的全球电离层格网精度评价

    侯威震;张绍成;黄龙强;殷飞;

    针对IGS发布的电离层格网产品的精度(均方根)在不同区域受太阳辐射影响不同的问题,该文提出基于地方时的全球电离层格网精度分析,通过地方时能较好地分析近似太阳辐射条件下的电离层精度。研究结果显示,电离层精度明显受地面基准站分布疏密的影响,基准站密集区域均方根随太阳辐射变化的波动较小,并且在太阳辐射较高时也能很好地保证电离层产品的精度;而基准站稀疏的区域均方根随太阳活动的影响较大,电离层精度较差。

    2019年01期 v.44;No.247 151-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 1108K]
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  • 地理信息技术辅助的广播电视频率规划

    徐畅;雷兵;张涛;

    针对广播电视频率规划无法直观展示且耗时耗力的问题,该文提出将地理信息系统的理论与方法应用在广播电视频率规划领域,通过利用地理信息空间数据库辅助广播电视部门进行台站数据管理,有效提高数据管理水平;利用地理信息技术构建电波空间传播模型,直观展示电波在真实世界中的传播及覆盖情况。结果表明,基于地理信息技术构建的广播电视频率规划软件直观展示了频率之间的相互关系和对未来规划的影响。该文可为节约频谱资源,科学地规划广播电视频率提供决策支持。

    2019年01期 v.44;No.247 157-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 462K]
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  • 基合导航系统精度与稳定性测试研究

    王晓波;伊海波;杨志刚;沈宗卯;

    针对基合导航系统的定位精度以及通信链路的稳定性问题,该文以基合导航系统和CORS为平台手段,在黑龙江省齐齐哈尔市建立单基站基合导航测试系统进行精度和稳定性测试研究。结果表明:基合导航系统静态和动态测试的定位精度达到了厘米级,具有较高的定位精度;用基合导航系统传输差分数据实现高精度实时动态定位的稳定性优于现有的移动通信技术。

    2019年01期 v.44;No.247 163-168页 [查看摘要][在线阅读][下载 445K]
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