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利用时间差分载波相位的GNSS/INS紧组合导航
被引量:
4
1
作者
甘雨
隋立芬
+1 位作者
张清华
肖国锐
《测绘通报》
CSCD
北大核心
2015年第6期5-8 15,15,共5页
载波相位观测值精度远高于伪距,利用时间差分载波相位的组合导航可避免整周模糊度解算问题。本文以简化的时间差分载波观测模型为基础,分析其误差特性,说明了短期内时间差分载波观测更新的特点。时间差分载波在距离域本质上是相对观测值...
载波相位观测值精度远高于伪距,利用时间差分载波相位的组合导航可避免整周模糊度解算问题。本文以简化的时间差分载波观测模型为基础,分析其误差特性,说明了短期内时间差分载波观测更新的特点。时间差分载波在距离域本质上是相对观测值,存在误差积累,提出了利用伪距在另一个更长的组合周期上进行系统的观测更新方法。重点推导了双周期组合情况下时间差分载波观测值的实用随机模型确定公式,并结合多普勒观测值进一步保证姿态修正的精度。将采用时间差分载波的组合方案与传统伪距组合方案进行比较。结果表明,时间差分载波精度组合系统高,在观测随机模型可靠的情况下优于传统的伪距紧组合导航,误差最大的高程方向精度提高可达47%。
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关键词
GNSS/INS
时间差分载波相位
随机模型
双周期
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职称材料
混合时间差分和非差分载波相位的无人机精密单点定位
被引量:
2
2
作者
雷广渊
彭思敏
+1 位作者
艾先俊
余文坤
《导航定位学报》
CSCD
2023年第3期105-111,共7页
针对精密单点定位(PPP)在载波相位模糊度估计值收敛之前,定位精度波动较大,这一阶段对于传统PPP技术来说需要几十分钟的时间,难以满足快速无人机作业需求,且时间差分载波相位(TDCP)技术可以消除模糊度等常值变量,计算得到的历元间位置...
针对精密单点定位(PPP)在载波相位模糊度估计值收敛之前,定位精度波动较大,这一阶段对于传统PPP技术来说需要几十分钟的时间,难以满足快速无人机作业需求,且时间差分载波相位(TDCP)技术可以消除模糊度等常值变量,计算得到的历元间位置变化量精度较高,但是受系统误差影响较大且增加了数据的相关性,误差会随着时间积累等问题,提出一种PPP和TDCP相结合的无人机定位算法:基于20Hz高采样固定翼无人机实际观测数据,对比分析基于传统PPP、TDCP、混合TDCP与非差观测PPP 3种方法的无人机定位性能。结果表明,混合TDCP和传统非差观测的无人机PPP定位算法的精度较传统PPP方法提高71.5%。
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关键词
时间差分载波相位
(TDCP)
无人机(UAV)
精密单点定位(PPP)
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职称材料
北斗载波相位时间差分/SINS紧组合技术与实验研究
被引量:
5
3
作者
汤勇刚
练军想
+1 位作者
吴文启
胡小平
《国防科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007年第2期19-23,共5页
说明北斗系统有源定位模式的不足,提出一种基于载波相位时间差分的北斗/SINS紧组合导航技术,即以导航卫星载波相位信号的时间差分作为Kalman滤波器的观测量,建立工作于无源方式的北斗/SINS紧组合导航系统。介绍载波相位时间差分的基本...
说明北斗系统有源定位模式的不足,提出一种基于载波相位时间差分的北斗/SINS紧组合导航技术,即以导航卫星载波相位信号的时间差分作为Kalman滤波器的观测量,建立工作于无源方式的北斗/SINS紧组合导航系统。介绍载波相位时间差分的基本原理和数学模型,设计组合导航滤波器。通过动态和静态实验对算法的正确性和精度进行验证。实验结果表明,SINS的位置和速度误差积累受到有效的抑制,导航精度明显提高。
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关键词
载波
相位
时间差
分
北斗
SINS
紧组合
实验研究
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职称材料
基于单天线载波相位差分的列车姿态解算方法研究
被引量:
1
4
作者
姜维
李佳蕾
+1 位作者
王剑
蔡伯根
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期54-61,共8页
轨道占用的正确识别是列车安全运行的保障,为了进一步提高列车轨道占用自主识别的准确性,将列车姿态测量引入到自主定位过程中辅助判断列车在道岔区段轨道占用状态。基于此提出一种基于全球卫星导航系统双差载波相位的单天线姿态解算方...
轨道占用的正确识别是列车安全运行的保障,为了进一步提高列车轨道占用自主识别的准确性,将列车姿态测量引入到自主定位过程中辅助判断列车在道岔区段轨道占用状态。基于此提出一种基于全球卫星导航系统双差载波相位的单天线姿态解算方法,与双天线测姿算法相比其安装成本和难度更低,且无需考虑后期天线支架形变的问题。通过使用时间差分与星间差分相结合的双差模型,将卫星定位过程中的卫星钟差、接收机钟差、对流层误差、电离层误差以及整周模糊度消除。利用卡尔曼滤波算法求解历元间位移矢量坐标,并根据位移矢量坐标进一步求解列车的二维姿态。为了验证测姿算法的有效性,选择了两组青藏线列车真实数据进行仿真实验,结果证明单天线测姿算法偏航角误差均方根可以分别达到0.118 5°和0.160 1°。
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关键词
卫星定位
姿态解算
时间差分载波相位
卡尔曼滤波
伪姿态
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职称材料
不同环境下手机测速与航向角估计性能评估
5
作者
韩昆
彭亚权
+1 位作者
刘李文乐
龚晓鹏
《导航定位学报》
北大核心
2025年第4期168-178,共11页
针对当前不同环境和不同型号智能手机的航向角估计性能缺乏全面分析的问题,提出一种不同环境下手机测速与航向角估计性能评估方法:基于多普勒测速和时间差分载波相位(TDCP)测速方法,利用高楼城区、高速公路、山区和低矮城区环境下的实...
针对当前不同环境和不同型号智能手机的航向角估计性能缺乏全面分析的问题,提出一种不同环境下手机测速与航向角估计性能评估方法:基于多普勒测速和时间差分载波相位(TDCP)测速方法,利用高楼城区、高速公路、山区和低矮城区环境下的实验数据对比分析11种不同手机的测速与航向角估计精度。结果表明:TDCP测速法在高楼城区环境下可实现分米级精度(水平速度误差68%分位数0.11 m/s),在高速公路、山区和低矮城区环境下性能相当,可实现厘米级精度(0.05 m/s);显著优于多普勒测速法(0.17 m/s和0.12 m/s),且2种方法的测速成功率均可达到99%。在航向角估计方面,航向角估计精度同时受智能手机水平速度大小和全球导航卫星系统(GNSS)信号接收环境的影响,且估计误差随智能手机水平速度的减小而增大。在高速公路、山区和低矮城区等较开阔的场景中时,水平速度大于0.5 m/s时的多普勒和TDCP航向角估计误差68%分位数分别约为0.13°和0.09°、0.27°和0.09°、0.46°和0.20°;而在高楼城区低速场景中,二者分别为2.35°和1.45°。
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关键词
智能手机
城市峡谷环境
多普勒测速
时间差分载波相位
(TDCP)
航向角估计
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职称材料
GNSS TDCP与加速度计融合实时形变监测与评估
6
作者
肖懿思
方荣新
+1 位作者
郑佳伟
刘经南
《导航定位学报》
北大核心
2025年第5期41-48,共8页
针对全球导航卫星系统(GNSS)或加速度计单一传感器在高精度形变监测中存在局限性的问题,提出一种基于GNSS载波相位时间差分(TDCP)与加速度计数据融合的单站实时形变监测方法:利用GNSS TDCP解算位移信息,通过卡尔曼滤波将TDCP位移与加速...
针对全球导航卫星系统(GNSS)或加速度计单一传感器在高精度形变监测中存在局限性的问题,提出一种基于GNSS载波相位时间差分(TDCP)与加速度计数据融合的单站实时形变监测方法:利用GNSS TDCP解算位移信息,通过卡尔曼滤波将TDCP位移与加速度计数据融合,获得高精度、宽频带形变监测位移结果;然后采用可输出真值的振动台实验进行外符合精度评估,并结合2013年四川芦山7.0级地震的GNSS与加速度计并置站数据进行验证。结果表明:振动台实验TDCP融合位移与振动台真值的差值均方根误差(RMSE)为8.3 mm;四川芦山7.0级地震TDCP与加速度计融合可实现与精密单点定位(PPP)融合加速度计相当的监测精度,二者差值RMSE优于1 cm,能够满足单站实时形变监测需求。
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关键词
全球卫星导航系统(GNSS)
载波
相位
时间差
分
(TDCP)
实时形变监测
精密单点定位(PPP)
精度评估
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职称材料
基于钟差预测辅助的TDCP测速研究
被引量:
2
7
作者
张翼
夏林元
+1 位作者
李欢
夏敬潮
《河南理工大学学报(自然科学版)》
CAS
北大核心
2019年第3期47-53,共7页
针对重特大灾害发生时密集废墟或城市峡谷造成的信号频繁遮挡,以及由高压电力通讯设施或发生地震等灾害时产生的复杂强电子干扰而无法测速的问题,基于时间序列理论,对接收机钟差进行短期预测,并将钟差预测辅助载波相位时间差分(time-dif...
针对重特大灾害发生时密集废墟或城市峡谷造成的信号频繁遮挡,以及由高压电力通讯设施或发生地震等灾害时产生的复杂强电子干扰而无法测速的问题,基于时间序列理论,对接收机钟差进行短期预测,并将钟差预测辅助载波相位时间差分(time-differenced carrier phase,TDCP)算法进行解算,以实现恶劣环境下载体获取三维测速信息的功能。由于TDCP避免了整周模糊度解算的问题,能够有效削弱具有明显时间序列的共模误差,具有短期精度高的特点,因此,本文利用少于4颗的GPS有效卫星星座,通过ARIMA模型得到一定精度的接收机钟差短期预测值,来扩充测速观测条件,并结合TDCP获取短期较高精度的测速结果。实测数据表明,本方案能在80 s的时间尺度内,在有效卫星数不足的情况下,无需增加额外硬件即可满足载体测速需求,且测速精度在动态条件下可以达到分米级。
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关键词
ARIMA模型
钟差预测
载波
相位
时间差
分
算法
测速
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职称材料
题名
利用时间差分载波相位的GNSS/INS紧组合导航
被引量:
4
1
作者
甘雨
隋立芬
张清华
肖国锐
机构
信息工程大学地理空间信息学院
出处
《测绘通报》
CSCD
北大核心
2015年第6期5-8 15,15,共5页
基金
国家自然科学基金(41274016
41174006
40974010)
文摘
载波相位观测值精度远高于伪距,利用时间差分载波相位的组合导航可避免整周模糊度解算问题。本文以简化的时间差分载波观测模型为基础,分析其误差特性,说明了短期内时间差分载波观测更新的特点。时间差分载波在距离域本质上是相对观测值,存在误差积累,提出了利用伪距在另一个更长的组合周期上进行系统的观测更新方法。重点推导了双周期组合情况下时间差分载波观测值的实用随机模型确定公式,并结合多普勒观测值进一步保证姿态修正的精度。将采用时间差分载波的组合方案与传统伪距组合方案进行比较。结果表明,时间差分载波精度组合系统高,在观测随机模型可靠的情况下优于传统的伪距紧组合导航,误差最大的高程方向精度提高可达47%。
关键词
GNSS/INS
时间差分载波相位
随机模型
双周期
分类号
P228.4 [天文地球—大地测量学与测量工程]
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职称材料
题名
混合时间差分和非差分载波相位的无人机精密单点定位
被引量:
2
2
作者
雷广渊
彭思敏
艾先俊
余文坤
机构
广州市城市规划勘测设计研究院
中南大学地球科学与信息物理学院
出处
《导航定位学报》
CSCD
2023年第3期105-111,共7页
基金
广东省重点领域研发计划项目(2020B0101130009)
广东省城市感知与监测预警企业重点实验室基金项目(2020B121202019)
广州市城市规划勘测设计研究院科技基金项目(RDI2200201927)。
文摘
针对精密单点定位(PPP)在载波相位模糊度估计值收敛之前,定位精度波动较大,这一阶段对于传统PPP技术来说需要几十分钟的时间,难以满足快速无人机作业需求,且时间差分载波相位(TDCP)技术可以消除模糊度等常值变量,计算得到的历元间位置变化量精度较高,但是受系统误差影响较大且增加了数据的相关性,误差会随着时间积累等问题,提出一种PPP和TDCP相结合的无人机定位算法:基于20Hz高采样固定翼无人机实际观测数据,对比分析基于传统PPP、TDCP、混合TDCP与非差观测PPP 3种方法的无人机定位性能。结果表明,混合TDCP和传统非差观测的无人机PPP定位算法的精度较传统PPP方法提高71.5%。
关键词
时间差分载波相位
(TDCP)
无人机(UAV)
精密单点定位(PPP)
Keywords
time differenced carrier phase(TDCP)
unmanned aerial vehicle(UAV)
precise point positioning(PPP)
分类号
P228.1 [天文地球—大地测量学与测量工程]
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职称材料
题名
北斗载波相位时间差分/SINS紧组合技术与实验研究
被引量:
5
3
作者
汤勇刚
练军想
吴文启
胡小平
机构
国防科技大学机电工程与自动化学院
出处
《国防科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007年第2期19-23,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(60234030)
国家部委基金资助项目(51409010203KG0152)
文摘
说明北斗系统有源定位模式的不足,提出一种基于载波相位时间差分的北斗/SINS紧组合导航技术,即以导航卫星载波相位信号的时间差分作为Kalman滤波器的观测量,建立工作于无源方式的北斗/SINS紧组合导航系统。介绍载波相位时间差分的基本原理和数学模型,设计组合导航滤波器。通过动态和静态实验对算法的正确性和精度进行验证。实验结果表明,SINS的位置和速度误差积累受到有效的抑制,导航精度明显提高。
关键词
载波
相位
时间差
分
北斗
SINS
紧组合
实验研究
Keywords
time difference carrier phase
RDSS
SINS
tightly coupled
experimental research
分类号
V249.3 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
基于单天线载波相位差分的列车姿态解算方法研究
被引量:
1
4
作者
姜维
李佳蕾
王剑
蔡伯根
机构
北京交通大学电子信息工程学院
北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室
北京市电磁兼容与卫星导航工程技术研究中心
出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期54-61,共8页
基金
国家自然科学基金(U1934222)。
文摘
轨道占用的正确识别是列车安全运行的保障,为了进一步提高列车轨道占用自主识别的准确性,将列车姿态测量引入到自主定位过程中辅助判断列车在道岔区段轨道占用状态。基于此提出一种基于全球卫星导航系统双差载波相位的单天线姿态解算方法,与双天线测姿算法相比其安装成本和难度更低,且无需考虑后期天线支架形变的问题。通过使用时间差分与星间差分相结合的双差模型,将卫星定位过程中的卫星钟差、接收机钟差、对流层误差、电离层误差以及整周模糊度消除。利用卡尔曼滤波算法求解历元间位移矢量坐标,并根据位移矢量坐标进一步求解列车的二维姿态。为了验证测姿算法的有效性,选择了两组青藏线列车真实数据进行仿真实验,结果证明单天线测姿算法偏航角误差均方根可以分别达到0.118 5°和0.160 1°。
关键词
卫星定位
姿态解算
时间差分载波相位
卡尔曼滤波
伪姿态
Keywords
satellite positioning
attitude calculation
carrier phase time difference
Kalman filtering
pseudo attitude
分类号
U284 [交通运输工程—交通信息工程及控制]
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职称材料
题名
不同环境下手机测速与航向角估计性能评估
5
作者
韩昆
彭亚权
刘李文乐
龚晓鹏
机构
青海省自然资源综合调查监测院
中铁第四勘察设计院集团有限公司
武汉大学卫星导航定位技术研究中心
出处
《导航定位学报》
北大核心
2025年第4期168-178,共11页
基金
湖北省自然科学基金项目(2024AFD418)
中国铁建股份有限公司科研计划项目(2024-B19)
+1 种基金
中国科协青年人才托举工程支持项目(YESS20210184)
武汉市曙光计划项目(2023010201020275)。
文摘
针对当前不同环境和不同型号智能手机的航向角估计性能缺乏全面分析的问题,提出一种不同环境下手机测速与航向角估计性能评估方法:基于多普勒测速和时间差分载波相位(TDCP)测速方法,利用高楼城区、高速公路、山区和低矮城区环境下的实验数据对比分析11种不同手机的测速与航向角估计精度。结果表明:TDCP测速法在高楼城区环境下可实现分米级精度(水平速度误差68%分位数0.11 m/s),在高速公路、山区和低矮城区环境下性能相当,可实现厘米级精度(0.05 m/s);显著优于多普勒测速法(0.17 m/s和0.12 m/s),且2种方法的测速成功率均可达到99%。在航向角估计方面,航向角估计精度同时受智能手机水平速度大小和全球导航卫星系统(GNSS)信号接收环境的影响,且估计误差随智能手机水平速度的减小而增大。在高速公路、山区和低矮城区等较开阔的场景中时,水平速度大于0.5 m/s时的多普勒和TDCP航向角估计误差68%分位数分别约为0.13°和0.09°、0.27°和0.09°、0.46°和0.20°;而在高楼城区低速场景中,二者分别为2.35°和1.45°。
关键词
智能手机
城市峡谷环境
多普勒测速
时间差分载波相位
(TDCP)
航向角估计
Keywords
smartphone
urban canyon environment
Doppler-based velocity estimation
time-differenced carrier phase(TDCP)
heading angle estimation
分类号
P228 [天文地球—大地测量学与测量工程]
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职称材料
题名
GNSS TDCP与加速度计融合实时形变监测与评估
6
作者
肖懿思
方荣新
郑佳伟
刘经南
机构
武汉大学测绘学院
武汉大学卫星导航定位技术研究中心
出处
《导航定位学报》
北大核心
2025年第5期41-48,共8页
基金
国家自然科学基金项目(41874038,42274025)。
文摘
针对全球导航卫星系统(GNSS)或加速度计单一传感器在高精度形变监测中存在局限性的问题,提出一种基于GNSS载波相位时间差分(TDCP)与加速度计数据融合的单站实时形变监测方法:利用GNSS TDCP解算位移信息,通过卡尔曼滤波将TDCP位移与加速度计数据融合,获得高精度、宽频带形变监测位移结果;然后采用可输出真值的振动台实验进行外符合精度评估,并结合2013年四川芦山7.0级地震的GNSS与加速度计并置站数据进行验证。结果表明:振动台实验TDCP融合位移与振动台真值的差值均方根误差(RMSE)为8.3 mm;四川芦山7.0级地震TDCP与加速度计融合可实现与精密单点定位(PPP)融合加速度计相当的监测精度,二者差值RMSE优于1 cm,能够满足单站实时形变监测需求。
关键词
全球卫星导航系统(GNSS)
载波
相位
时间差
分
(TDCP)
实时形变监测
精密单点定位(PPP)
精度评估
Keywords
global navigation satellite system(GNSS)
time-differenced carrier phase(TDCP)
real-time deformation monitoring
precise point positioning(PPP)
accuracy evaluation
分类号
P228 [天文地球—大地测量学与测量工程]
在线阅读
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职称材料
题名
基于钟差预测辅助的TDCP测速研究
被引量:
2
7
作者
张翼
夏林元
李欢
夏敬潮
机构
中山大学地理科学与规划学院
中国矿业大学环境与测绘学院
广州大学土木工程学院
出处
《河南理工大学学报(自然科学版)》
CAS
北大核心
2019年第3期47-53,共7页
基金
国家重点研发计划项目(2017YFB0504103)
国家自然科学基金资助项目(41704020)
+1 种基金
广东省重大专项项目(2015B010104003)
广州市产学研协同创新重大专项项目(201604046007)
文摘
针对重特大灾害发生时密集废墟或城市峡谷造成的信号频繁遮挡,以及由高压电力通讯设施或发生地震等灾害时产生的复杂强电子干扰而无法测速的问题,基于时间序列理论,对接收机钟差进行短期预测,并将钟差预测辅助载波相位时间差分(time-differenced carrier phase,TDCP)算法进行解算,以实现恶劣环境下载体获取三维测速信息的功能。由于TDCP避免了整周模糊度解算的问题,能够有效削弱具有明显时间序列的共模误差,具有短期精度高的特点,因此,本文利用少于4颗的GPS有效卫星星座,通过ARIMA模型得到一定精度的接收机钟差短期预测值,来扩充测速观测条件,并结合TDCP获取短期较高精度的测速结果。实测数据表明,本方案能在80 s的时间尺度内,在有效卫星数不足的情况下,无需增加额外硬件即可满足载体测速需求,且测速精度在动态条件下可以达到分米级。
关键词
ARIMA模型
钟差预测
载波
相位
时间差
分
算法
测速
Keywords
ARIMA model
clock bias prediction
TDCP
velocity measurement
分类号
P228.4 [天文地球—大地测量学与测量工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
利用时间差分载波相位的GNSS/INS紧组合导航
甘雨
隋立芬
张清华
肖国锐
《测绘通报》
CSCD
北大核心
2015
4
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职称材料
2
混合时间差分和非差分载波相位的无人机精密单点定位
雷广渊
彭思敏
艾先俊
余文坤
《导航定位学报》
CSCD
2023
2
在线阅读
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职称材料
3
北斗载波相位时间差分/SINS紧组合技术与实验研究
汤勇刚
练军想
吴文启
胡小平
《国防科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007
5
在线阅读
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职称材料
4
基于单天线载波相位差分的列车姿态解算方法研究
姜维
李佳蕾
王剑
蔡伯根
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
1
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职称材料
5
不同环境下手机测速与航向角估计性能评估
韩昆
彭亚权
刘李文乐
龚晓鹏
《导航定位学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
6
GNSS TDCP与加速度计融合实时形变监测与评估
肖懿思
方荣新
郑佳伟
刘经南
《导航定位学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
7
基于钟差预测辅助的TDCP测速研究
张翼
夏林元
李欢
夏敬潮
《河南理工大学学报(自然科学版)》
CAS
北大核心
2019
2
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职称材料
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