《全球導航衛星系統可視化仿真分析關鍵技術研究》是依託北京理工大學，由許承東擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：全球導航衛星系統可視化仿真分析關鍵技術研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：許承東
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
全球導航衛星系統（GNSS）仿真分析系統是衛星導航定位系統的重要組成部分，可視化仿真分析技術是仿真系統實現的必要手段。本項目擬對大尺度差異星地一體可視化、GNSS空間幾何構型分析可視化、導航衛星空間環境分析可視化和星載GNSS編隊相對導航可視化等GNSS仿真分析關鍵技術進行研究，提出導航衛星系統空間環境大規模數據組織與快速顯示、基於導航任務的三維實體模型生成、大尺度差異實體可視化、快速精細衛星可見性和高精度幾何精度因子計算與可視化等一系列核心新方法，構建導航衛星系統可視化分析環境，提高全球導航衛星系統定位精度，打破國外在衛星導航系統仿真技術方面的壟斷，實現我國自主導航系統- - 北斗二代導航系統與其他GNSS系統兼容互用可視化分析，為我國自主衛星導航戰略基礎設施建設、獨立自主發展、未來的系統升級和全球推廣套用奠定一定的理論和技術基礎。
結題摘要
對全球導航衛星系統(GNSS)開展可視化仿真分析關鍵技術研究，可為我國衛星導航領域的總體設計與系統分析提供套用支撐和技術保障，具有十分重要的理論意義與工程套用價值。本項目的研究內容主要包括以下四個方面：1.GNSS空間環境大規模數據的組織與顯示技術：針對傳統的LZW算法在壓縮比和壓縮效率上的不足，提出了壓縮性能更優越的ILZW算法；通過對空間環境大數據特性的分析，建立了基於凸包圍盒的精確數據索引結構，並通過相關空間投影算法有效實現了空間環境數據的組織，為GNSS大規模空間數據的處理提供了支持。2.GNSS可視化及幾何構型分析：為實現GNSS幾何構型的快速分析，依據可見星組合中每顆衛星對GDOP的貢獻的大小提出了一種快速選星方法並分析了北斗導航系統（BDS）的區域服務性能；針對GNSS多星同時可視化的需求，提出了高效的點到曲線、曲面投影技術，用於實現多星輻射區域與輻射運行軌跡的實時計算，為GNSS的可視化提供了支撐；對衛星模型在不兼容邊界條件下的插值建模技術與衛星簡化模型中孔洞填充構造等問題展開了研究，實現了基於單一退化的不兼容邊界條件下的衛星模型插值建模技術與基於單調正則曲變節點的衛星簡化模型孔洞填充技術，提升了衛星模型的表示精度；為提高多星座GNSS衛星軌道模型的可視化效率，從三個方面對模型進行了簡化，提高了顯示速度，節省了計算資源。3.多維動態空間環境要素仿真與可視化分析：構建了針對多維動態空間的並行渲染框架，實現了基於GPU的分層次、分細節真實與非真實感實時渲染；根據系統相關套用，實現了GNSS相關要素模型矢量化無損導出，為GNSS空間環境要素的可視化提供了有效支持。4.星載GNSS編隊飛行相對導航可視化分析：提出了一種針對星載GNSS空間用戶的衛星可見性判定方法；根據星載GNSS仿真系統中飛行器航跡仿真的精度與算法複雜程度的需求，提出了基於當地參考橢球和局部球面假設的大地主題解算反解算法；為提高星載GNSS的衛星定位精度，提出了一種用於單星座衛星導航系統的選星方法以及一種基於改進擴展卡爾曼濾波的GNSS單點動態定位方法，該方法顯著提高了計算速度。基於上述研究工作，本項目共發表論文33篇，其中10篇被SCI檢索，另有21篇被EI檢索；獲得授權發明專利2項；出版專著1部。
