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1、编号：_2015年桂林电子科技大学第十四届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛校内重点项目立项申报材料项目名称： GNSS区域增强差分信息处理分发模块申报学院： 信息与通信学院项目申报成员： 李海裴、金星宇、黎明哲、黄宏章、 刘海龙、覃泓铭、宋文亮 二一四年十一月桂林电子科技大学第十四届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛重点项目申报书、申报者认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。、申报者必须填写申报者情况表和作品情况表。、申报者在填写申报作品情况时只须根据作品类别（自然科学类学术论文、社会科学类社会调查报告和学术论文、科技发明制作）分别填写。、表内项目一律用钢笔（或签字笔）填写或打印，
2、字迹要端正、清楚，此申报书可复制。、序号、编码由“创新杯”大学生课外学术作品竞赛审查组填写。、学术论文、社会调查报告及所附的有关材料必须是中文，请以4号楷体打印在A4纸上，附于申报书后。、作品申报书须按要求由各参赛者认真填写。、有关参赛事宜请向承办单位咨询。、该申请书打印稿交与组委会，另需向承办单位指定邮箱发送一份电子档。A、申报者情况申 报 者 情 况姓名李海裴性别男出生年月1992.11现学历 A A大学本科 B硕士研究生申报单位桂林电子科技大学专业电子信息工程学号1200220915学制4 年作品全称GNSS区域增强差分信息处理分发模块合 作 者 情 况姓名性别学号电话所在单位备注金星宇
3、男1200220913桂林电子科技大学有无合作者请在此说明：R 有 无黎明哲男1200220115桂林电子科技大学黄宏章男1200230212桂林电子科技大学刘海龙男1200220119桂林电子科技大学覃鸿铭男1300220228桂林电子科技大学宋文亮男1300230226桂林电子科技大学说明：1、必须有申报者本人按要求填写，申报者情况栏内必须填写个人作品的第一作者（承担申报作品60%以上的工作者）或集体作品填写一文学历最高的代表。2、本部分中的各学院签章视为对申报者情况的确认。B、科技发明制作 申报作品情况作品全称GNSS区域增强差分信息收发处理模块作品分类（在选项上画）RA. 信息技术(包
4、括计算机.电信.通信.电子等)B. 机械与控制(包括机械、仪器仪表、自动化控制、工程、交通、建筑等)C.数理(包括数学、物理、地球与空间科学等)D生命科学(包括生物、食品等)E.能源化工(包括能源、材料、生态、环保等)F.外观设计(包括电脑艺术设计、机械CAD等)作品设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标作品目的: GNSS（全球导航卫星系统）已经成为各个领域的基本导航定位方式。同时, 我国北斗二代卫星导航系统（COMPASS）作为国家空间安全和经济发展最重要的基础设施之一，已正式面向中国和周边地区位置服务，其对我国经济、科技和社会发展必将产生巨大深远的影响。北斗系统的应用
5、也必将推进GNSS的大发展。然而，在使用GNSS进行导航定位的应用中，因为各种因素的影响，其精度很难达到我们的需要要求。而差分定位能消除很大一部分误差的影响，能显著提高定位精度，所以其在高精度的定位中扮演了十分重要的角色。基于GNSS的高精度测量在高精度测绘、大气科学与地球科学等基础研究中发挥着重要作用。港口船舶进港，飞机降落，工业制造，矿产勘测，桥梁建筑等行业对高精度定位都有着很强的需求。我国目前在电力、民航，甚至部分军事领域对GNSS系统都有着很强的依赖性。因此，DGNSS系统可广泛应用于上述行业。特别在港口航道测量、航道疏浚、船舶进出港及狭窄水道导航定位、海上交通安全管理、海洋资源调查、
6、海上救助捕捞等行业，DGNSS将会扮演举足轻重的角色。本作品将致力于提高GNSS的定位精度，使其能达到广泛应用于各种实时的高精度定位的场景中。基本思路:采用单基站的伪距差分模式,在这种模式下,基准站起到十分重要的作用。DGNSS的结构如下图1所示图1 DGNSS构成DGNSS基准站的结构图如图2所示图2 DGNSS参考站结构图由图1图2可看出，基准站的主要作用是观测GNSS卫星，通过GNSS卫星提供的测距码和信噪比等信息计算伪距改正数及其变化率等各种信息，将其编码产生差分信号，然后通过数据链发送给DGNSS接收机。DGNSS接收机接收到差分信号后将其解码，然后代入定位方程中进行差分改正，消除或
7、减弱伪距误差，从而提高定位精度。DGNSS接收机结构图如图3所示。图3 DGNSS接收机结构创新点:1)普通的接收机中加入了差分定位，极大的增强了接收机的定位精度，满足绝大多数高精度定位的需要;2)采用UHF数据链，有利于提高系统的可靠性和有效性,克服通信盲区;3)采用灵活可扩展的模块化结构，按应用场景要求，有利于适应各种差分定位环境要求;4)采用伪距差分定位方式,使实时定位精度达到理论的精度0.5米左右。技术关键: 1)误差建模问题。本课题充分考虑GNSS卫星信号在传输过程中的各种误差影响，因此在消除误差的建模问题将是本项目的关键。这些误差模型将会直接影响定位的精度。2) 差分接收模块的问题
8、，为了提高定位的延续及可靠性，本课题在定位解算时将采用混合定位方式。在接收到差分信号的情况下将采用差分定位，而当接收不到差分信号时，接收模块将使用传统的单点定位方式，这两者的选择问题也是本课题的关键技术。3)恶劣环境条件下的终端设备的可靠性问题。极端的高/低温度、电压的波动和冲击和强烈的电磁干扰等因素会严重影响设备的可靠性。同时，还有设备的低功耗和结构紧凑等问题。解决这个问题可以引入EMC设计，提高抗干扰能力，尽量采用低功耗的器件和模块。主要技术指标:1)伪距差分定位精度不低于0.5m;2)支持VHF/UHF通信，可扩展2G/3G移动通信方式和卫星通信等信息。3)灵活实现差分定位和单点定位。作
9、品的科学性先进性(必须说明与现有技术相比.该作品是否有突出的实质性技术特点和显著进步。请提供技术性说明和参考文献资料)1单基站伪距差分技术，提高定位精度单站DGNSS特别适合于小范围内的差分定位工作，在一些需要进行高精度的工程测量项目中得到了广泛的应用。和广域差分系统相比，广域差分系统由于监测站有限，距离检测站远的位置，差分定位精度会下降，同时广域差分系统服务的范围广，因此很多地方定位精度就得不到保障。所以单基站的伪距局域差分技术在某一区域相对于广域差分技术就有更好的精度和稳定性。2 UHF广播差分信号，覆盖范围广 利用UHF中长波进行广播差分信号，覆盖范围能达到300km，提供足够大的信号覆
10、盖范围，使用户能同时收到多个基站的差分信号，差分电文采用MSK调制，MSK信号占用带宽窄，信号的抗干扰性能要优于2PSK和2FSK。3 算法优越，接收机兼容性好基准站在编码差分电文过程中考虑了卫星钟差，电离层，对流层传播时延，星上设备时延，卫星周跳，星历误差，差分电文传播延迟造成的误差等。设计算法减弱了周跳的影响，并且采用且比雪肤拟合了卫星轨道，有效的消弱了星历误差对卫星轨道的影响。相比一般的基准站，考虑了更多的误差，得到更高的精度。对北斗卫星差分改正数的类型、信号的内容、结构、格式及各站的标识符等做了统一规定，遵循国际RTCMSC-104标准，可以兼容GPS和GLONASS。作品所处阶段RA
11、实验阶段 B 中试阶段 C 生产阶段 D_(自填) 作品所展示的形式R 实物 产品 模型图纸 磁盘现场 演示图片 样品 录像 使用说明及该作品的技术特点和优势,提供该产品的适应范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测1、市场及经济效益分析 1）本项目开发符合国家产业政策和发展方向，贴合市场需求导向。据相关统计数据，卫星导航产业在2020年将达到4000亿元的规模。 2）国内对导航定位产品的需求十分盛旺，市场需求及容量居世界第一，市场十分庞大。 3）从经济角度分析，本课题产品基于北斗导航技术，年产量2000台套，单价按较低的3000元计，年新增销售值可达600万元左右。税利余额可达到1
12、00万元左右。结合我国存在每年上百亿元人民币的市场空间，进一步拓展的前景良好。 4）按年产2000台套的工业化生产规模预计，投入约需100万元，产出为600万元，投入产出比可达0.167；亦即每投入5元产出可达30元； 5）预计构建形成年产2000台套的生产能力，前期一次性基础建设和装备投入只需200万元以下。该投入基本上通过一年时间的产品生产销售即可收回。2、社会效益分析 1）本项目涉及具有自主知识产权的北斗导航技术的开发应用，这一领域均符合国家产业政策和发展方向，贴合市场需求导向。尤其是我国的北斗导航卫星的组网逐步完善，对基于北斗系统的导航授时、定位产品的开发与需求更是国家产业发展的重点。
13、 2）本项目的应用在推广普及基于北斗系统的导航应用方面可起到良好作用，可促进国家自主知识产品的发展，提高创新型技术的发展与应用，产品可替代进口，具有节能、减排，提高效率的社会和环境效益显著。 3）本项目的成果对高精度的北斗应用起到促进的作用，例如在港口应用方面,可以提高轮船的定位精度,保证轮船的航行安全。 4）国内在导航定位产品存在每年上百亿元人民币的市场空间，市场发展空间大，对于发展广西的北斗导航定位产业具有巨大的推动力。 专利申报情况 提出专利申报申报号_ 申报日期： 年 月 日 已获专利权批准批准号_批准日期： 年 月 日 未提出专利申请说明: 1、必须由申报者本人填写；2、本表可以附有研究报告,并提供图表、曲线、实验数据、原理结构图、外观图(照片),也可以附鉴定证书和应用证书；3、作品分类请按照作品发明或创新点所在类别填表。2015年桂林电子科技大学第十四届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛校内重点项目立项作品说明书目录第1章 概述3 1.1研究背景3 1.2应用现状4 1.3研究意义41.4主要研究内容61.5研究前景61.6研究目的7第2章 方案叙述72.1总体目标72.2设计思路82.3技术方案82.4拟解决的关键技术10 2.5恶劣环境条件下的终端设备的可靠性
