等式约束最小二乘在“北斗”姿态测量中的应用

针对传统无约束的姿态测量中整周模糊度求解成功率不高的问题,提出利用等式约束快速求解整周模糊度的算法,并将其应用于“北斗”姿态测量。该算法充分利用基线的先验信息,在整周模糊度的求解过程中加入等式约束,同时利用拉格朗日乘子法求解约束整数最小二乘问题,提高了姿态测量中整周模糊度和姿态角的求解成功率。采用静态测试和动态测试验证该算法,结果表明在“北斗”单历元条件下,整周模糊度及姿态角的求解成功率提升30%左右。     

一种基于北斗双频单历元姿态测量算法

在北斗双频单历元姿态测量解算中,利用载波相位观测量所构建的方程组是亏秩的,同时利用北斗码观测方程来解决亏秩问题的精度无法保证。因此,本文利用双频相位观测值的宽巷组合,采用LAMBDA搜索方法,首先固定宽巷模糊度,待宽巷模糊度全部固定后,利用宽巷模糊度值和载波相位观测值可解算出B1/B2整周模糊度,进而解算单历元下载体的偏航角和俯仰角。仿真结果表明该方法对北斗单历元下的模糊度和载体姿态角的解算具有很高的成功率。     

GPS航姿测量中的整周模糊度搜索技术

整周模糊度的准确求解是GPS载波相位观测中的关键技术之一。在GPS双差姿态测量中将历元双差的初始化、卫星双差的模糊度求解和模糊度函数法有机地结合起来,能够在较少的历元内求解出整周模糊度。实验结果证明这是一种快速而实用的整周模糊度搜索技术。     

双天线GPS航姿测量系统研究

本文研究两天线构成的航姿测量系统。该系统采用载波相位双差法进行GPS信号测量,利用直接法来求解载体的姿态。整周模糊度算法采用基于最小二乘法的整周模糊度搜索法,同时利用船舶的低精度姿态信息和预知的基线长度来辅助求解调整周期糊度,以提高求解速度,并增加可靠性,本文的方案经过了实测解算,证明可行。     

载波相位时间比对技术分析

针对北斗卫星导航系统高动态条件下高精度导航定位测量的需求,采用多历元模型通过对观测方程递归的方法解算初始整周模糊度,提高基于载波相位差分定位的精度,实现参考站和移动站之间的时间比对,解决了移动过程中时间比对的问题.     

量子测距辅助GPS整周模糊度算法

在GPS载波相位差分定位的过程中,整周模糊度解算的准确性决定了定位的精度。由于在短历元内位置精度因子变化缓慢,导致整周模糊度的求解困难。量子测距是近几年来发展起来的新型高精度测距技术,采用量子高精度测距辅助整周模糊度的求解方法,可以明显提高定位精度。数学分析和仿真结果验证了该方法的准确性和有效性。     

GPS姿态测量中的整周模糊度的实时解算方法

GPS 实时姿态测量的核心问题是整周模糊度解算。本文提出了一种适合实时姿态测量的模糊度解算方法,它利用单差平滑伪距进行解算,与传统的模糊度解算方法相比具有许多优点。该方法的有效性和实用性通过仿真实验进行了验证。     

GPS定向中利用码相位和载波相位组合建模的研究

传统GPS定向多采用载波观测量建立观测模型,但其在单历元情况下存在秩亏问题。为避免此问题,文章提出将载波相位和码相位加权后的线性组合用于建立观测模型,在新的GPS定向观测模型中,采用消元处理得到整周模糊度浮点解。实验结果表明该模型可以使整周模糊度浮点解的精度在5周以内,能辅助LAMBDA算法快速确定整周模糊度。     

一种GNSS高精度动态解算中改进的LAMBDA算法及应用

1 引言 单历元高精度的基线解算依赖于正确的模糊度值,模糊度固定是单历元动态基线解算的核心.获得厘米级的测量精度,就必须对载波相位的整周模糊度进行精确解算[1].改进的LAMBDA算法在常规LAMBDA算法基础上进一步去相关和缩小模糊度搜索空间,从而提高了模糊度解算效率,为工程应用提供理论基础.     

基于宽巷组合模型求解整周模糊度的研究

传统的最小二乘降相关法(LAMBDA)在求解模糊度时,通常会因观测历元较少而出现法方程秩亏的现象,导致无法成功求解模糊度。针对此问题,提出利用双频宽巷的线性组合观测模型解算模糊度。同时,研究了观测量误差均方差值和OVT检验历元个数对模糊度解算的影响。结果表明,整周模糊度解算成功率受伪距双差观测误差均方差值的变化影响较大,模糊度解算成功率随着检验历元个数增加而增大。     

GPS卫星导航系统多频姿态测量技术研究

GPS全球卫星导航系统现代化工作,为多频姿态测量接收机的研制提供了基础条件。针对低轨卫星、导弹、飞机和舰艇等平台对姿态测量的使用需求,给出了由天线单元、测量单元和姿态解算单元构成的多频姿态测量接收机总体方案。研究了基于GPS多频组合噪声残差法实时探测与修复周跳、基于几何约束的单历元模糊度解算等关键技术,并给出了详细的计算方程和流程。对GPS单频定姿接收机和多频定姿接收机进行静态试验,证明后者在测姿精度和解算成功率方面都优于前者。     

对角加载对信号源数检测性能的改善

对角加载技术可抑制小特征值对自适应权值的影响来加速自适应波束形成器的收敛性以及抑制导向矢量误差的影响避免信号相消,该技术通常用于稳健的波束形成算法.基于对角加载技术,本文提出了一种信号源数目判定的改进方法,通过对角加载数据协方差阵,可以平滑小快拍数和空间色噪声时的噪声特征值分散程度从而减轻其对信号源数目估计的影响,证明了该估计器的强一致性,分析了加载量对信号源数目估计的影响.最后通过仿真以及实测数据比较了本文方法和已有方法的性能,验证了所提方法的有效性.     

基于DSP的GPS双天线实时姿态测量系统实现

实现了基于DSP的GPS双天线实时姿态测量系统，采用Kalman滤波估计载体的位置，速度和初始模糊值搜索距离，然后采用FASF和LAMBDA解算整周模糊度和直接法计算载体的姿态。给出了基于DSP的硬件实现，相对于传统的模糊度解算方法，所采用的整周模糊度解算方法具有效率更高，更便于实时和动态应用的特点，实现了与多天线GPS姿态测量系统相当的精度。对GPS姿态测量技术的工程应用和理论研究具有一定的参考价值。     

GPS姿态测量中相位模糊的解算方法

文中从GPS姿态测量原理出发，讨论了解决相位模糊这一关键问题，首先讨论了采用有限基线长度或相位平滑伪距值来确定相位模糊搜索空间，然后利用存在的冗余相位观测量采用相位残差及基线长度统计检验对相位整周模糊向量进行搜索，最后得到唯一正确的整周模糊向量，进而可解算出对应的基线矢量，从而得到载体姿态。利用上述方法对GPS实测数据进行处理，可在较短时间内解决相位模糊问题。     

粗糙归整映射与整周模糊度解算

在分析传统的基于GNSS载波相位测量模型对整周模糊度解算的一般规律后,得出一般归整映射的性质,进而提出粗糙归整映射理论,用来解决整周模糊度浮点解归整问题,提高了整周模糊度的搜索效率,一定程度上解决了载波相位实时测量的技术难题。     

一种高精度的BDS/INS紧耦合测姿算法

针对"北斗"卫星姿态测量系统在测姿过程中测姿精度和稳定性不高的问题,提出了"北斗"卫星导航系统(BDS)/惯性导航系统(INS)紧耦合姿态测量算法.该算法首先利用BDS观测量设计了BDS系统测姿误差模型;然后以INS状态误差方程为滤波系统状态方程,以载波相位为主要观测量设计了扩展卡尔曼滤波器,利用滤波器的输出实现对惯性导航测姿系统的辅助校正;最后采用静态测试、动态测试和遮挡测试验证该算法.该系统可以有效提高BDS测姿精度与输出频率,并且在静态条件下航向角测量精度可以达到0.15°.