智能交通系统中的车辆导航定位技术

本文主要阐述智能交通系统ＩＴＳ研究所涉及的主要内容以及车辆导航定位技术。利用现代高科技或正要发展的电子信息技术,对车辆进行智能导航和定位,有效地改善车辆交通的运行效率和安全性,缓解道路交通的拥挤和阻塞状况,减轻对环境的有害影响,从而实现交通管理“自动化”以及车辆行驶“智能化”。     

数字地图在车辆导航中的应用

数字地图在各种车辆导航系统中得到了广泛应用,但我国无论是在车辆导航专用数字地图方面还是在其应用方面与国际先进水平均有一定差距。本文就车辆导航系统对数字地图的使用需求进行了分析,介绍了数字 地图在车辆导航中应用及相关技术,并对加快数字图数据库建设,提高车辆导航技术水平,普及数字地图在车辆导航中应用提出了一些建议。     

增强型卫星导航接收机的定位模型

针对某卫星导航定位系统，着重研究了建立增强型接收机多模定位数学模型的方法，并讨论了定位解算的步骤。分析表明，该数学方法对所研制的无源接收机是实用的，经仿真试验证明是可行的，可大大提高增强型卫星接收机导航定位的可靠性。     

增强型卫星导航接收机定位模型的探讨

针对我国自行研制的卫星定位系统，本文着重研究了建立增强型接收机多模定位数学模型的方法，并讨论了定位解算的步骤，分析表明，该数学方法对所要研制的无源接收机是实用的，可大大提高增强型卫星接收机导航定位的可靠性。     

GPS定位误差建模及状态估计

对GPS接收机的定位误差信号进行统计分析和建模研究，指出用二阶马尔可夫随机过程拟合SA引起的定位误差是合理的，并对大地基准点上的定位误差建模，通过扩展卡尔曼滤波对位置，速度及其相关误差进行状态估计，获得了较高精度的定位结果。     

航空飞行器天文自主导航定位技术

针对传统惯性/天文多星组合导航的不足和导航星选取不确定性,设计了一种基于捷联惯性/天文单星深度组合的长航时自主导航系统,通过对惯性导航和二维转台单星观测的误差特性进行建模,综合两者的优点,实现了单星观测角度和惯导解算数据的高精度融合;在高度通道方向,引入气压高度计对高度误差进行阻尼,通过卡尔曼滤波器对惯导误差进行最优估计,运用可观测性理论对系统进行分析,得到了最优导航星选取准则,有效地解决了在部分观测角度下算法性能下降的问题。仿真结果表明:该算法长时间导航定位精度优于传统算法,最优导航星选取准则有效地提高了算法的鲁棒性,具有较高的理论研究意义和工程应用价值。     

BDS/GPS组合导航定位研究

导航系统组合处理有利于提高导航定位的精度及可靠性。普通组合处理采用将不同系统的误差方程来联合求解,计算相对容易,但是会受到卫星几何分布和外部观测条件的影响。针对普通组合处理方法的缺点,改进组合处理方法利用了不同导航系统时差在一段时间范围内波动不是很大且比较稳定的特点,对导航系统时差进行了建模平滑处理,再利用得到的导航系统时差进行组合导航定位处理,并利用实测数据分析了BDS/GPS组合导航定位的效果。实验结果表明,该方法可以显著提高组合定位的精度及稳定性,尤其在各种恶劣条件,如卫星接收数减少的情况下可继续提供定位服务,提高了导航系统的可用性。     

基于伪距/伪距率双差的INS/GNSS紧组合相对导航算法研究

随着惯导/卫导组合导航技术的发展,将其应用于编队相对导航的研究越来越多。结合卫导差分相对定位、INS/GNSS 组合导航技术,本文将编队成员中主节点和从节点伪距、伪距率的两次差分量直接作为观测量,研究了一种 INS/GNSS 紧组合相对导航新算法。该算法通过两次差分操作可以消除大部分传播路径误差以及公共时钟误差;利用惯导的平滑特性能够消除测量量中的部分随机噪声。仿真结果表明：该算法能够提供精度更高,更加平稳的相对导航信息。     

基于PDA的车辆导航系统设计与实现

简要论述了基于PDA开发车辆导航系统的方法．其中包括：系统的设计目标和原则、系统的软硬件平台设计、系统的总体设计以及系统的主要模块设计。     

GPS／INS组合车辆导航系统的两种卡尔曼滤波结构

为了解决GPS信号失锁引起的无法定位和INS积累误差引起的长时间漂移问题,以GPS/INS组合导航系统的数据融合理论作为基础,卡尔曼滤波作为主要融合方法,对进入组合车辆系统的GPS定位数据与INS定位数据分别进行估计、修正和融合,推导出GPS/INS组合导航系统的状态方程、测量方程和递推滤波方程,同时对分散滤波结构和联合滤波结构进行仿真比较,结果表明后者的定位精度高于前者。     

Modified Unscented Kalman Filter for a Multirate INS/GPS Integrated Navigation System

Instead of the extended Kalman filter, the unscented Kalman filter (UKF) has been used in nonlinear systems without initial accurate state estimates over the last decade because the UKF is robust against large initial estimation errors. However, in a multirate integrated system, such as an inertial navigation system (INS)/Global Positioning System (GPS) integrated navigation system, it is difficult to implement a UKF‐based navigation algorithm in a low‐grade or mid‐grade microcontroller, owing to a large computational burden. To overcome this problem, this letter proposes a modified UKF that has a reduced computational burden based on the basic idea that the change of probability distribution for the state variables between measurement updates is small in a multirate INS/GPS integrated navigation filter. The performance of the modified UKF is verified through numerical simulations.     

车辆导航定位仿真试验系统研究

研究车辆导航定位仿真算法及实现方法,为车辆虚拟驾驶等离线试验研究提供定位数据具有重要的现实意义.通过GPS卫星星座的运动仿真、最佳定位星座的选取和仿真接收机的设计,将车辆运动仿真得到的车辆位置信息转换为GPS信号输入到虚拟驾驶模块,实现GPS车辆导航定位仿真实验.该系统所输出的虚拟定位数据能够满足离线试验对数据的要求.     

某小型无人直升机组合导航设计

在某小型无人直升机的导航设计中,运用了组合导航技术,并将导航数据的获取归结为两个估算任务:姿态信息估算和位置信息估算。在姿态信息估算中,分别从加速度信息和角速率获取了姿态角,然后通过加权和的方式将两者进行融合;在位置信息估算中,用加速度信息进行积分,获得位置和速度,将GPS测量值作为观测量,对估算结果进行修正。实验结果证明,该导航设计能够满足实际需求,且实现简单,对类似工程具有一定的参考价值。     

基于DSP的车载GPS／DR组合导航定位系统设计

为了满足低成本组合导航系统的需要,设计了利用DSP技术和FPGA技术的导航计算机,丈中以数字信号处理器浮点DSP TMS320VC33为主处理器,FPGA实现里程仪信号的计数和与数据通信芯片TLI6C554结合扩展DSP外部串口的功能,整个系统具有体积小、成本低、功耗低和实时性好的优点。     

用误差估值累加实现组合导航系统的闭环校正

本文对目前已成为导航技术发展方向的组合导航系统提出一种新的闭环校正方法,即用误差状态估值累加抵消输出实现闭环校正,并以INS/GPS组合系统为例,说明了具体算法,给出了计算机模拟结果.这种方法兼有闭环校正和开环校正的优点,可应用于各种测距间接滤波定位的组合导航系统,颇有实用价值.     

自适应线性神经网络在车辆组合导航的应用

针对车辆GPS/DR组合导航系统中位置误差预测难以建立精确的数学模型的问题,提出了自适应线性神经网络建立位置误差预测模型的方法。该方法对来自GPS、DR的位置数据采用小波去噪,在GPS有效时用GPS、DR的位置信号建立线性神经网络位置误差预测模型,在GPS失效时预测位置误差并推算车辆实时位置。仿真表明,该方法对车辆组合导航系统是有效的。     

基于惯性导航与无线测距组合的车载定位方案

车载导航中,使用无线测距与惯性导航系统(INS)组合定位,可有效改善系统定位精度。针对定位中全球卫星定位系统(GPS)失锁时,由INS长时间独立工作造成的定位误差,该文从理论上论证了用无线测距所得精确距离修正INS定位数据方案的可行性,给出组合定位具体原理,并分析了定位误差与INS误差的关系,从而用来改善定位精度。仿真结果表明此方案可有效提高定位精度。     

基于视觉检测与定位的智能车导航系统

本设计是一套依靠视觉检测与定位的智能车导航系统,通过悬挂在上方的摄像头探测小车周围的环境信息,对图像进行处理并提取信标与车体相对的坐标,将坐标信息传递到智能车,再与智能车数据进行融合从而确定自身的环境与运行状态,实现了智能车运行速度与运行方向的闭环控制.     

一种GPS/INS组合导航缺星情况下的方法研究

为了提高GPS/INS组合导航系统在卫星信号缺失情况下的导航精度,采用基于伪距、伪距率的非线性紧组合模型,利用虚拟卫星法构造虚拟观测量,与真实观测量一起参与滤波。针对非线性滤波应用中的问题,采用强跟踪滤波原理和均方根策略对CKF进行改进。通过仿真实验,验证了改进算法和虚拟卫星法的可行性,在卫星信号缺失情况下可以提高导航精度,提高了组合导航适应复杂环境的能力。