区域大气增强伪距单点定位算法及性能验证

传统的伪距单点定位模型,受限于模型噪声、轨道钟差精度和大气误差修正精度等因素,难以获得高精度的定位结果,已经无法满足现代化应用场景的需求。提出了一种区域大气增强的伪距单点定位方法,能够显著改善伪距单点定位的定位性能。算法采用精密轨道钟差产品削弱卫星轨道钟差误差,使用区域大气参数削弱对流层电离层误差,采用双频非组合模型降低观测模型噪声。实测数据的验证结果表明,区域大气增强伪距单点定位方法的定位精度均方根(RMS)在水平方向优于0.2 m,高程方向优于0.25 m,定位精度的提升非常显著,同时亚米级的伪距单点定位精度在实际工程应用中也具备重要的参考价值。     

GBAS差分定位中新增卫星引起高度跳变的抗差估计解决方案

在 GBAS 伪距差分定位实际应用中,出现在某时刻突然产生差分定位高度值异常跳变的现象。经过对实际试飞数据的深入分析,发现根本原因是该时刻新增卫星的伪距误差过大, 导致生成了误差较大的差分修正量。针对此问题,传统的解决方法为延长接收机对卫星锁定时间的最小阈值至固定值 60 s,但该方法仅为依据实践经验取值,较为简单原始,缺乏理论依据。本文所述的组合抗差估计算法能够极大缩短接收机伪距的收敛时间并能适当提高伪距精度,将其应用到新增卫星伪距测量值的预处理中,并通过后续试验验证,确保此问题得到更好解决。     

浅析卫星导航接收机中的码伪距差分技术

简要论述了码伪距差分技术在卫星导航接收机中的优点，详细论述了码伪距差分定位算法模型，将码伪距差分定位与单点定位进行对比仿真，明显提高了卫星导航接收机的定位精度。     

面向无人机进场的伪卫星布局与定位仿真技术

伪卫星系统能够在全球导航卫星系统信号拒止情况下,独立辅助无人机精密进近。 本文面向无人机进场引导需求,基于伪卫星系统,给出了工程实用中伪卫星布设的一些约束条件和选址方法;基于双频的伪卫星信号,建立宽巷组合并结合卡尔曼滤波技术实现整周模糊度的快速估计,利用高精度的载波测量值进行定位解算。通过典型场景下伪卫星布局设计和宽巷载波相位定位算法建模,仿真验证了所提伪卫星布设方法的有效性以及整周模糊度确定方法的正确性, 同时与单频伪距定位相比,定位精度显著提升。     

BDS/GPS伪距单点定位的精度对比分析

本文主要介绍了 BDS/GPS 伪距单点定位的数学模型和算法分析，然后对 BDS/GPS 接收机接收到的单点定位的数据进行仿真实验分析。通过比较 BDS 与 GPS 在同一时段内 X、Y、 Z 三个方向上的 RMS 值，PDOP 值以及可见卫星数的变化，来比较 BDS/GPS 的伪距单点定位的性能。实验结果表明：北斗与 GPS 伪距单点定位性能相差不大，GPS 的 PDOP 值约为 1.8，BDS 的 PDOP 值约为 2.5，GPS 的 RMS 定位精度在 4m 以内，北斗的 RMS 定位精度优于 9m。     

无源北斗3星/惯导组合导航数据融合算法研究

本文针对北斗卫星定位系统和惯性导航系统设计组合导航卡尔曼滤波定位算法,引入前后滤波伪距之差作为观测量是本文的一个创新.文中首先对组合导航系统的定位精度进行了分析,然后基于提出的滤波定位模型和高稳定度的用户时钟,结合北斗系统的热备份星,在三星共视下实现了对惯导的闭环反馈校正设计,提高了滤波的稳定性,使的滤波后定位精度得到提高.三星闭环反馈校正设计也是本文第一次尝试.最后通过仿真说明引入前后滤波伪距之差观测量可以将钟差由不可估计变为可估计,改善了组合系统的稳定性,也通过仿真说明本文三星闭环反馈校正设计的可行性.     

基于USRP平台的高灵敏度GNSS接收机算法研究

全球卫星导航系统正在不断发展,卫星接收机性能直接影响着导航定位的精确度。针对传统硬件接受机算法固定,灵活性不足的问题,文中进行了基于USRP(Universal Software Radio Peripheral)平台的全球卫星导航系统接收机研究。通过USRP平台对卫星信号进行中频采样及模数转换,然后在MATLAB软件中实现信号的捕获、跟踪和定位。针对微弱信号难以捕获的问题,在捕获算法中进行了信号的叠加操作,改进捕获判定方式,优化了傅里叶细化频率的方法。由于USRP无法产生整数倍码率的采样频率,导致相位误差产生进而影响伪距估计,所以对伪距估计算法进行了优化以提高定位精度。通过卫星定位实验对接收机性能进行验证,MATLAB中的实验结果表明,接受机灵敏度得以提高,定位精度满足要求。     

GNSS伪距单点定位及其实现──GNSS卫星导航定位方法之一

GNSS伪距单点定位,是一种较简易且非常实用的卫星导航定位方法,用户只需使用一台GNSS信号接收机,就能够全天候、全天时和全球性地测量运动载体的7维状态参数,本文简要地论述了GNSS伪距单点定位的基本原理及其实现。     

北斗三号卫星伪距测量误差特征分析

随着卫星导航系统广播星历和钟差参数的精度提升,下行导航信号伪距测量误差对于用户定位授时精度的提升益发显著。由于独特的卫星星座和系统体制,北斗二号卫星伪距测量与仰角呈现线性相关的变化特征,且幅度显著于 GPS 卫星,是北斗二号服务性能提升的关键瓶颈。 随着北斗三号系统的建设,空间星座逐步以 MEO 卫星为主。本文利用 iGMAS 公开数据全面评估北斗卫星下行伪距测量的多路径误差特征,结果表明,北斗三号卫星伪距多路径误差随仰角变化的趋势已得到明显改善,峰峰值为±1m,分布较为随机,与 GPS 卫星特征类似。     

伪距定位算法中天线相位中心偏差的修正及误差分析

在导航卫星伪距定位算法中,卫星作为质点进行计算,不考虑卫星质心与导航天线相位中心的偏差(PCO)。本文在介绍导航卫星伪距定位算法基础上,提出采用天线相位中心替代卫星质心的方法以修正 PCO 产生的定位计算误差,同时本文给出了基于导航电文和卫星姿态控制策略计算 ECEF 坐标系下天线相位中心的方法。本文将修正前后的伪距定位算法应用到典型的定位计算中并对计算结果进行分析。根据数据分析结果,使用修正前的算法,PCO 在不同方向、 地理位置上产生明显定位计算误差,而使用修正后模型可以消除这种误差。     

Research of Fast Satellite Selection Algorithm for Multi-constellation

We propose a fast satellite selection algorithm for multi-constellation,which is based on both Newton's identities for Geometric dilution of precision (GDOP)fast computation and optimal satellite geometric distribution for less cycle participation.An effective closed-form formula is proposed for GDOP approximation,avoiding conventional matrix inversion and complexity.We reduce computational cycles with auxiliary optimal satellite geometric distribution,which improves the efficiency of realtime positioning under the combined action of both.Simulation results indicate that we can save more than 44％ and 99％ computational complexity when selecting 7 satellites from 10 and 30 visible satellites respectively.The GDOP of proposed method is very close to optimal result,better than that of Quasi-Optimal algorithm.     

一种新的卫星导航系统快速选星方法

 从几何精度因子(GDOP)与星座几何布局的关系出发,提出了用于多星座卫星导航系统的快速选星方法——几何布局选星法.该方法以满足定位要求为前提,按卫星在星座中均布为原则来进行选星.仿真结果表明,相对传统GDOP选星法,计算量减少99%以上,而GDOP满足要求,同时,选星数较少且简洁快速,有效满足了选星求解的实时性和精度要求.     

多基站GPS差分定位在航标遥测遥控中应用

为了提高航标遥测遥控系统中GPS单频伪距定位精度,提出多基站GPS差分伪距定位方法。该方法以单基站定位为基础,先通过单基站伪距改正数消除对流层、电离层的影响,再根据基站与测量站之间的距离关系建立基于距离的线性内插模型,从而得到综合改正数。利用综合改正数修正测量站的数据,提高了定位精度。实验结果表明,此方法能够有效地减少基站与测量站之间距离带来的误差,大大提高了航标遥测遥控的定位精度。     

多模GNSS伪距组合定位方法设计与验证

在卫星信号受干扰严重的复杂地貌环境中,由于可见卫星数目较少、卫星信号质量差,单模卫星定位导航的精度一直不尽人意,尤其是针对动态导航定位精度问题更为明显。为了提高动态导航定位精度,创新设计了一种多模GNSS的伪距组合定位算法,该算法属于一种有迭代组合定位算法,通过高度角先验定权模型确定初始迭代权矩阵,在加权最小二乘法解算过程中通过方差分量估计后验模型,不断迭代更新权矩阵,进而得到目标的精确位置,该算法需依赖初值和多次迭代,但定位精度要优于Gauss-Newton迭代算法和Helmert方差分量估计法。实验仿真结果表明,相较于Gauss-Newton迭代算法和Helmert方差分量估计法,文中设计的算法定位精度分别提高了45.1%和23%。最后结合实际空投试验分析表明,文中所述算法能够准确的解算出空投物资的落点,可以为飞行器导航系统设计人员提供参考,具有一定的理论意义和实用价值。     

基于故障树分析GNSS接收机伪距分层方法研究

随着全球卫星导航系统的快速发展,导航定位服务技术越来越成为人们智能生活中不可或缺的部分,特别是高精度的定位技术更是如此。本文从北斗广域分米级系统出发,针对 GNSS 接收机对不同卫星伪距间存在伪距分层现象,采用故障树分析方法,通过问题排查,提出了一种伪距偏差修正值的方法,结果显示该方法对伪距分层具有较明显弱化效果。     

基于分段信噪比加权的GPS定位方法

在基于GPS的飞行器定位中,GPS卫星的情况与地面不同,传统的GPS选星算法有局限性.为了实现飞行器快速、可靠的定位,提出了一种新的基于分段信噪比加权的GPS定位方法.实验表明,相对传统选星算法,本方法的定位稳定性更好、精度更高、计算时间较短,能够满足飞行器快速、可靠定位的要求.