基于载波平滑的电离层误差技术研究

在卫星导航定位系统中,电离层延迟引起的误差量级为10米,为了减小电离层延迟误差,传统方法是采用载波平滑伪距差分技术,经过差分修正后,在短基线情况下,电离层延迟误差可大大降低,但是此方法并未考虑载波平滑前后码伪距的电离层延迟误差的改变值,为了进一步提高精度,本文将深入研究载波平滑算法引起的额外电离层延迟误差增量。     

GPS/GLONASS广播星历精度分析

广播星历误差直接影响卫星定位的精度,对GPS和GLONASS的广播星历精度进行对比分析,可为组合定位中观测值定权提供依据。为此,以NGA和IAC精密星历为参考,分析了连续两周GPS和GLONASS健康广播星历的轨道和钟差精度,结果表明,目前GPS广播星历轨道空间信号误差(SISRE)优于0.8m,钟差均方根误差在7ns以内,GLONASS广播星历轨道SISRE优于1.5m,钟差均方根误差在15ns以内;同样以SISRE为指标,得出GPS广播星历整体精度优于2m,GLONASS优于5m,建议组合系统定权时可将GPS和GLONASS广播星历先验精度分别设为2m和5m。     

Galileo/GPS组合观测值在RTK定位中的应用研究

随着Galileo系统的建成和GPS的现代化,RTK将会得到大大的改善。本文主要阐述了RTK的原理、主要的误差源和存在的局限性,主要研究了GPS的L2载波和Galileo系统的4个频率的载波之间的双差组合,并得出了几组有效组合,即波长较大的组合,以加快利用RTK定位时的模糊度的固定速度,从而提高RTK的定位质量。     

基于交叉熵的NC-OFDM系统最优导频序列设计算法

针对NC-OFDM(non-contiguous orthogonal frequency)系统子载波非连续且动态变化导致传统等间隔分布的导频序列设计算法计算复杂度高、频谱利用率低和处理时延大等问题,提出了基于交叉熵的最优导频序列位置优化设计算法。算法以最小化系统均方误差为准则,采用交叉熵算法在所有可用子载波中求解目标函数的最优解,有效解决了传统穷举搜索算法计算复杂度高的问题。与传统算法相比,所提算法保证了信道估计精度,降低了系统均方误差和误码率,从整体上提高了系统性能。     

基于卡尔曼滤波的室内移动目标定位算法

针对室内定位算法受环境噪声影响严重,导致定位误差大的问题.首先在室内移动目标定位算法中引入卡尔曼滤波算法对原始采集数据进行滤波,能有效抑制定位过程中因数据采集误差引发的定位误差发散;然后通过kNN(k-Nearest Neighbor)算法估算待测目标的坐标;最后利用方位传感器对直线运动过程的定位点进行修正。通过3个阶段的优化可提高定位精度,仿真实验结果表明,基于卡尔曼滤波的室内移动目标定位算法的平均测量误差为0.648 7m,误差范围是0.1~1.9m,对于移动目标的路径测定也更加符合实际情况。     

基于惯性导航与ZigBee的消防机器人定位系统

通过机器人位姿更新算式,使用捷联惯性导航系统实时获取机器人的位置和姿态数据,利用ZigBee定位系统的TOA测距原理实现机器人定位,通过组合定位策略实现两种定位系统的融合,通过扩展卡尔曼滤波算法实现定位系统的误差校正。实验研究表明,使用联合定位方法对机器人跟踪定位,其轨迹明显改善,轨迹误差均值为0.21 m,相比独立捷联惯性导航方法得到的轨迹误差降低了72.7%,相比独立ZigBee定位方法得到的轨迹误差降低了51.1%。系统稳定可靠,能够满足机器人定位精度要求。     

长基线声学定位系统跟踪解算优化方法

针对现有长基线定位解算算法忽略阵型标定误差的问题,本文提出了一种结合声信标的标定误差和测距误差的待定目标解算方法。该方法利用观测数据的先验误差将观测数据连同带求解量一并构建平差解算模型,可以对待定目标位置解算进行优化求解。采用该方法对现有测量船只的跟踪定位实验进行数据处理,得到的跟踪定位轨迹平滑连续,和传统方法相比更接近于GPS输出结果,在深水环境下效果提升明显。理论分析和实验结果表明采用该方法能够获得更优化的位置估计结果及全局误差,能够应用于高精度长基线定位系统中。     

陆用组合定位定向系统卡尔曼滤波技术研究

主要对陆用组合定位定向系统的卡尔曼滤波器设计、误差补偿算法等进行研究,利用GPS提供的位置信息,采用卡尔曼滤波器实时估计自寻北陀螺方位仪（ANDG）和计程仪（OM）的导航参数误差,用估计参数对定位解算方程加以修正,系统输出误差可以得到很好的抑制。仿真结果表明ANDG／OM／GPS组合定位定向系统的最大定位误差小于30m,方位误差不大于1．5’,可以满足低成本、高精度、长时间导航的应用需求。     

基于改进的 Hatch 滤波 GP S／BD 组合系统单点定位

通过研究GPS与北斗组合系统伪距单点定位,利用平滑伪距的方法提高了组合系统伪距单点定位的精度。本文首先采取了P码对C/A码伪距单点定位进行修正,之后利用常用的Hatch滤波模型,利用载波进行伪距平滑,但对Hatch滤波解算进行了改进,也是本文的核心部分,单一频率分段滤波,不需要求解整周模糊度和电离层改正的基础上,降低定位时间和成本的基础上,精度提高,速度更快,对观测时间要求更低。     

基于三差的GPS周跳探测与修复

应用GPS载波相位进行相对定位能够达到厘米级精度,其前提是载波相位观测值中没有周跳并求得了正确的初始整周模糊度,因此,周跳探测和修复一直是GPS定位尤为关心的问题之一。本文提出了先用三差再差对周跳进行初步探测与修复,然后用三差迭代解进一步探测与修复数值较小的周跳的方法,该方法不仅简单,而且有效。理论分析的计算结果表明:对于短基线,当接收机钟误差达到±10-5秒时,应用三差再差基本上可以准确地探测与修复周跳,即使接收机钟达到±10-4秒,也能探测到10周左右的周跳,在此基础上再用三差迭代解能够准确地探测与修复所有剩余的周跳。