基于快速拟合的高精度授时技术

本文针对采用晶振产生本地时钟的卫星导航接收机的高精度授时问题，特别是考虑在卫星失锁等不定位情况，提出了一种具备快速拟合的时间同步控制方法，提高了卫星导航接收机的授时精度和可用性。文中分析了影响卫星导航接收机授时精度的几个关键因素，给出了时间同步的软件设计算法实现，在某型卫星导航接收机上进行了测试验证。测试结果表明：本文设计的基于快速拟合的时间同步控制算法有效，提高了卫星导航接收机的授时精度和可用性。     

少星环境下的矢量跟踪接收机增强技术研究

卫星导航系统已经成为最常用的导航和定位手段,地面车辆、智能手机等都依靠卫星导航接收机提供高精度导航和定位信息.然而在城市复杂环境下,卫星导航信号常常被环境遮挡,接收机接收不到足够数量的卫星信号,导致接收机定位误差变大或者不能输出导航信息.矢量跟踪接收机采用卡尔曼滤波估计导航定位信息,能够在少星环境下提供一定精度的定位信息,但是误差随着时间发散.为了提高矢量跟踪接收机在少星环境下的性能,提出高度信息辅助矢量跟踪接收机方法,给出了高度信息辅助下矢量接收机导航信息估计模型.实际场景实验表明,在2 min的实验时间中,采用高度信息辅助,定位精度有了明显的提升.     

基于VC++的GPS软件接收机设计

由于GPS软件接收机具有需要硬件资源极少、可移植性强、开发新算法成本低等诸多优点,成为了新一代GPS接收机研制的热点.完成了基于快速傅里叶变换(FFT)算法的卫星信号的捕获算法、基于混合载波跟踪环的载波跟踪和码跟踪算法、卫星星历数据的提取及卫星状态解算算法和伪距测量算法等算法的仿真验证,介绍了基于VC++的GPS软件接收机的设计方法和过程.该软件接收机可以输出各个通道跟踪到卫星信号的载波频率、伪码频率及伪距,卫星星历及卫星状态,接收机的位置、速度信息以及各种DOP值等诸多信息.最后,给出了所开发的GPS软件接收机在实际GPS数字中频信号下的定位结果.结果表明,该软件接收机的定位误差在20 m以内.该GPS软件接收机系统采用纯软件的方法实现了硬件GPS接收机数字中频信号后的所有功能,算法修改灵活,可为进一步研究GPS接收机的各种算法提供一种方便快捷的仿真平台.     

基于RTC守时BDS用户终端的热启动方法研究

针对 BDS 用户终端热启动问题，提出了一种新型的基于 RTC 守时的热启动方法。 通过 I2C 总线读取的守时芯片时间(周计数)与从 D2 导航电文中解析的周内秒计数相结合来获取本地时间，通过卫星捕获跟踪获取精确的发射时间，通过总线读取非易失存储器中的有效星历信息，即可完成定位解算。通过与冷启动的首次定位时间进行对比，明显缩短了 BDS 用户终端的首次定位时间，有效地验证了该方法对 BDS 用户终端启动性能的大幅提升。     

一种基于RDSS服务的加速导航定位接收机冷启动的方法

基于RDSS业务服务的导航定位接收机的首次定位时间是衡量接收机性能的一个重要指标。接收机冷启动过程中，由于要采用轮询的方式从所有可见卫星中锁定信号，积累星历数据，导致首次定位时间延长。本文提出了一种基于RDSS服务的加速接收机冷启动的方法，该方法能够有效的提高接收机冷启动首次定位的时间，具有一定的推广前景。     

微弱信号下基于模糊度解算的辅助式GPS接收机定位算法研究

提出了一种辅助式GPS接收机定位解算方法,基于该方法接收机不需要解调导航电文、帧同步和位同步,仅需要对GPS信号进行伪码相位测量,在获取卫星星历、卫星钟差参数等辅助信息的基础上完成定位解算.该算法在常规GPS定位算法基础上,增加伪距中模糊部分为未知数,当接收机位置坐标和接收机钟差的迭代初值误差满足一定条件时,消除了伪距中模糊度影响.然后推导了该算法的定位方程,给出了定位流程.最后仿真实验证实了该算法的有效性.     

基于FFT的GPS快捕方法设计和实现

在GPS接收机中扩频信号的捕获是系统的关键技术之一.卫星和接收机的相对运动使GPS信号产生相位延迟和多普勒频移,传统的滑动相关的捕获方法需要很长的捕获实践.通过分析GPS的信号特征,推导出卫星信号和本地信号经过相关累加后成为以多普勒频率变化的正弦信号,证明了运用FFT方法可以快速估计出卫星信号的多普勒频率.同时详细介绍了基于此方法而设计的FPGA硬件方案,提出了一种分时复用的方法使12个通道共用一个FFT捕获硬件,提高了效率节省了面积.通过实验验证了改算法的有效性,缩短了捕获时间.     

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。     

LAMBDA算法在卫星导航定位中的应用研究

卫星导航定位中,基于载波相位观测值的RTK定位技术能够在达到厘米级的定位精度,其核心技术是整周模糊度的快速解算。采用LAMBDA方法能快速解算整周模糊度完成初始化,实时周跳检测,搜索并固定新的模糊度。利用2个NovAtel接收机采集数据,对采集到的数据进行仿真验证。仿真结果显示,该方法缩短了搜索的时间,定位结果达到了精度要求。     

一种应用于 GPS和 BD2联合导航接收机中的辅助同步方法

为了提高卫星的同步效率，提出了一种兼容GPS和BD2的辅助同步方法，能够在已经同步的卫星信息的辅助下，使新的卫星信号从锁定状态立刻进入帧同步状态，从而快速获得其发射时间并使之参与定位。同时，本方法还支持不同系统的卫星之间的辅助同步。本方法稳定有效，尤其是复杂环境下，显著提高GPS和BD2联合导航接收机的性能。