SINS/GPS/PDR室内外无缝导航定位算法

针对城市高楼、隧道、室内外等多种复杂环境下单源导航定位系统的定位精度低、可靠性差和不连续等问题,提出一种基于GPS、MIMU、表面肌电信号(SEMG)传感器、三维电子罗盘的SINS/GPS/PDR室内外无缝导航定位算法.利用SEMG传感器配合三维电子罗盘进行行人航位推算,同时以捷联惯导为主,多传感器辅助的方式建立多源信息融合模型,设计自适应联邦卡尔曼滤波算法.行走测试结果表明,该方法能够实现室内外无缝导航定位,多源融合的精度水平优于1.5 m(室外)/2 m(室内),显著改善了定位精度与连续性.     

基于联合卡尔曼滤波的GPS/DR融合仿真

目的 研究GPS(Global Positioning System)与DR(Dead Reckoning)组合导航融合技术,使AGV获得更加稳定可靠的导航定位数据.构建出适用于GPS/DR组合导航系统的联合卡尔曼滤波器.方法 在GPS(全球定位系统)基础上增加DR(航位推算系统)用以辅助GPS定位.采用randn()函数作为随机数发生器,基于MATLAB软件对联合卡尔曼滤波融合算法进行理论分析及仿真研究.创新性的提出系统补偿系数G,将它用于联合卡尔曼滤波中,使得滤波效果可人工调控.结果 设计出适用于AGV的GPS/DR组合导航系统联合卡尔曼滤波器,建立MATLAB仿真模型.在MATLAB仿真模型中AGV行驶路程为50 m,GPS导航误差范围为6m,信号波动较大.DR导航最大误差为1.8m,误差逐渐累积,结果不收敛.GPS/DR组合导航系统误差为0.2m,信号波动平稳,结果收敛.结论 GPS/DR组合导航系统即克服了GPS信号的遮蔽问题,又充分利用了DR的短时高精度自主定位的优势.仿真结果表明,该方法在保证了系统定位精度前提下,有效提高了系统的容错性和工作可靠度.     

UKF滤波器在非线性组合信号系统中的应用研究

在实际的非线性组合信号系统中,通常用扩展卡尔曼滤波（EKF）方法对非线性系统进行线性化,然后进行卡尔曼滤波.如果在非线性组合信号系统中,用UKF方法直接使用非线性模型,可避免引入线性化误差,这样可以提高滤波精度和计算效率.以车载GPS/DR组合导航定位系统为例,将UKF与EKF方法进行了仿真比较,结果表明,UKF的位置滤波精度要高于EKF.     

AGV用GPS/DR组合导航信息融合

目的 研究一种满足室外自动导引小车(AGV)导航要求的高精度、低成本的组合导航系统.方法 应用信息融合技术,通过航位推算系统辅助GPS定位,并采用卡尔曼滤波的融合算法,克服了GPS信号的遮蔽与中断问题,使组合系统能够较好地满足AGV导航定位的需要.用VC ++编写融合算法以及实验控制程序,实现了实验数据的采集以及对AGV的运动控制.结果 给出了GPS单独导航和GPS/DR组合导航两种工作状态下的位置误差,从对比中可以看出,组合导航系统的定位精度比GPS单独导航的定位精度提高了50%.结论 组合导航系统可以减小甚至消除推算定位系统随时间积累的误差,并在任何情况下能较好地实现AGV的实时、可靠、准确定位.     

基于UKF的海底集矿车组合导航研究

针对扩展卡尔曼滤波(EKF)在海底集矿车组合导航系统应用时存在着计算复杂、线性化误差大等问题,基于附加打滑参数的履带车运动学模型,将无色卡尔曼滤波(UKF)用于集矿车长基线声学导航(LBL)与推算导航(DR)的组合导航系统中.考虑到测量数据时延,组合导航系统融合LBL与DR信息,得到海底集矿车位置估计.研究结果表明:采用EKF方法,测量数据时延0,0.5,2s时,东向定位精度为0.14,0.32,0.48m,北向定位精度为0.13,0.28,0.44m;采用UKF方法,测量数据时延0,0.5,2s时,东向定位精度为0.10,0.26,0.37m,北向定位精度为0.09,0.24,0.34m.测量数据时延越短,EKF,UKF的位置估计效果都会越好.但与EKF方法相比,UKF方法能够明显减少组合导航系统的线性化误差,提高海底集矿车导航系统的精度与稳定性.     

EKF和UKF在非线性组合导航系统中的对比研究

采用组合导航系统在对目标的位置、航向进行测量时,其状态模型和观测模型中存在非线性问题,采用基于EKF和UKF的非线性滤波算法以改善传统Kalman滤波的估计精度,并保证算法收敛性.通过建立组合导航的状态方程和量测方程,分别采用EKF和UKF对状态方程中的非线性部分进行离散化,仿真实验结果表明,采用基于UKF的非线性导航算法能有效提高导航位置精度和系统稳定性.     

面向消防、救援、治安的无盲区定位系统的研究

基于MEMS、GPS、3G、Virtual Reality以及智能控制等技术,基于航迹推算和特征提取等算法,使用动作分类的方法,再结合GPS定位与盲区推估这样组合导航形式来实现消防、救援人员在广域危险室外环境和复杂非结构化室内环境的全地域无盲区定位和状态监测(正常、跌倒、受困等),从而实现对救援消防作业人员的远程监控、调度和安全保障.     

基于GPS/DR的车辆定位系统的研究

针对全球定位系统信号易受城市复杂环境干扰、有时接收不可靠、航位推算对城区车辆导航存在"盲区"等问题,将DR与GPS定位系统组合起来,建立组合定位系统。设计了GPS/DR组合定位系统的滤波模型,分析了其信息分配原理和信息分配系数的计算方法。     

GPS与GLONASS组合定位的数学模型

本文首先建立了GPS与GLONASS软组合定位的数学模型,然后根据对导航和定位不同用户的要求分别采用了递推最小二乘拟合法、Helmert方差分量估计法以及Kalman滤波法对组合定位模型进行了改化,求出载体的导航定位参数,同时对GPS与GLONASS组合系统中的基准统一问题进行了分析.     

基于联邦滤波的INS／GPS组合导航系统数据融合研究

针对INS导航定位的精度低、GPS导航定位的非自主性,采用INS／GPS组合导航的方式,重点阐述了系统模型的建立,在Matlab／Simulink平台下对系统进行仿真实验时,采用了基于无重置的联邦卡尔曼滤波器的组合方案,实验表明了组合系统比任何单一的导航系统的定位精度都要高,是一种可行的导航方法．     

全球卫星定位系统等级表述及相互关系分析

全球卫星定位系统（GPS）已被广泛应用于各行各业,目前除国家标准规范外,许多部门还分别制定了相应的行业规范,本文旨在通过对有关常用GPS测量规范的对比分析,探讨其等级的表述方法及相互之间关系。     

多传感器融合定位技术研究进展分析

随着GNSS及计算机技术的不断发展,人们对室内外位置服务的需求不断增加。学校、医院、展厅、写字楼等都需要使用准确的室内外定位信息,特别是在应对紧急情况时,室内定位信息显得尤为重要。本文分析了多传感器融合的室内外定位技术研究进展,提出了基于数据融合的多传感器融合定位平台,以GPS技术为主导,结合WIFI、航位推算等定位技术的方法,通过一定的数据融合算法,增强室内外定位的完备性,为进一步实现室内外无缝定位、智慧地球等提供了参考。     

基于ARM的故障断路器定位系统

为了实现对配电网中故障断路器的快速搜索,提出了一种基于ARM微处理器、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)技术的故障断路器定位方法.以ARM微处理器为平台,利用全球卫星定位系统提供精确的位置、时间信息,用地理信息系统提供丰富的数据信息,解决电网断路器跳闸后故障点的快速定位,为快速维修提供准确的位置信息.     

运用谷歌地球的GPS手持系统的设计与开发

为解决部分现有的GPS（GlobalPositioningSystem）系统不提供地图支持,不能直观得到所处位置的地图信息等问题,设计了一种运用谷歌地球（GE：GoogleEaCh）、基于89C51单片机的GPS手持系统。该系统以台湾Progin公司生产的sR一87模块作为核心GPS模块,通过无线射频芯片nRF24L01的EnhancedShockBurst“专利协议的方式,将数据高速无缝传输到PC（PersonalComputer）接收端。利用GE对外部设备良好的支持能力,将封装为国际标准的GPS协议NMEA（NationalMarineElectronicsAssociation）数据导入软件内部,实现定位、导航等功能。测试结果表明,系统既可以独立显示经纬度、海拔、时间和卫星数等信息,又可以利用Pc端软件GE获得地图信息。该系统可广泛应用于户外运动、野外科考及环境科学等领域。     

4种全球定位系统的现代化及其坐标转化

基于卫星导航定位技术在国防和国民经济各领域中应用的重要性,世界主要国家或联盟都在积极谋划建立或完善自主的导航定位系统,其中包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo和中国的COMPASS-2。介绍4种导航定位系统的系统组成、运行状况及其应用特点;对于各导航系统组合定位需要解决的统一时空基准问题,给出各空间坐标系统转换的计算公式。     

Hypothesis testing analysis and unknown parameter estimation of GPS signal detection

Hypothesis testing analysis and unknown parameter estimation of both the intermediate frequency (IF) and baseband GPS signal detection are given by using the generalized likelihood ratio test (GLRT) approach, applying the model of GPS signal in white Gaussian noise. It is proved that the test statistic follows central or noncentral F distribution. It is also pointed out that the test statistic is nearly identical to central or noncentral chi-squared distribution because the processing samples are large enough to be considered as infinite in GPS acquisition problem. It is also proved that the probability of false alarm, the probability of detection and the threshold are affected largely when the hypothesis testing refers to the full pseudorandom noise (PRN) code phase and Doppler frequency search space cells instead of each individual cell. The performance of the test statistic is also given with combining the noncoherent integration.     

基于权重的地图匹配算法

综合考虑车辆行驶的位置、方向以及与GPS定位轨迹的相似性,提出了基于权重的地图匹配算法.该算法将GPS定位数据转换成道路网络的弧的权重,然后根据弧的权重大小来确定车辆当前行驶的道路.在算法中利用道路的拓扑结构使算法简单,使定位数据减少,节约计算资源.仿真结果表明,此算法具有很好的实用价值.     

车载GPS/DR组合导航系统的数据融合方法研究

GPS/DR组合导航系统是非线性的,扩展卡尔曼滤波(EKF)可以利用线性化技巧将其转化为线性滤波问题,但这一过程会使得滤波结果出现很大误差。针对这一问题,将改进的粒子滤波方法(UPF),即将无迹卡尔曼滤波(UKF)与粒子滤波(PF)相结合,应用到GPS/DR组合导航系统中,避免了EKF的线性化近似过程,同时优化了PF算法,提高了定位精度。实验结果表明,与EKF和PF算法相比,UPF算法具有更高的鲁棒性和更好的定位效果。     

变压器局放超声定位测量技术的研究与应用

阐述了超声波测量变压器局部放电的机理及定位系统的组成、局放超声波信号的频谱分析、定位算法的实现,最后指出超声定位的注意事项及局限性。     

提高GPS长基线解算精度的探讨

随着GPS（Global Positioning System）定位技术应用的不断扩展,各地陆续建立GPS连续运行参考站,而参考站的分布稀疏、GPS基线较长,定位精度受到各种误差的影响。其中与距离有关的误差,尤其是对流层延迟使定位精度降低。为了满足GPS高精度定位的需要,文中利用普通克利金（Kriging）内插法精确确定了对流层延迟,通过消弱此影响来提高GPS长基线解算的精度,并通过实例证实了GPS定位精度的提高。