靶场试验BD/GPS测量系统组合选星算法

针对靶场试验多星测量系统接收机的应用,为了提高导航系统的定位精确度,将北斗(BD)与全球定位系统(GPS)进行组网增加可见星。在分析几何精度因子(GDOP)与定位精确度关系基础上,提出一种模糊选星方法,对组网卫星星座进行优化组合。仿真结果表明,不论是单一系统还是双系统,模糊选星算法精度因子接近当下时刻最优,且组合系统在可见星和精确度方面优于单一定位系统,其研究结果对北斗系统的精确度验证和多星测量系统接收机在靶场的应用具有重要参考意义。     

靶场BD/GPS联合定位及速度解算方法

随着靶场试验多星测量系统接收机的使用,针对GPS、北斗单一定位系统定位精度不高、定位可靠性不强、可见星不够的问题,文中充分利用北斗和GPS原始测量信息,在对各系统的测量数据进行时空对准提出了一种基于加权几何精度因子选星的双系统融合解算模型,给出了目标位置和速度解算方法。仿真实验证明,该方法科学合理,其研究结果对北斗系统的精度验证和多星测量系统接收机在靶场的应用具有参考意义。     

BDS/GPS/GAL智能手机RTK动态定位算法

针对Android智能手机GNSS信号脆弱、抑径能力较差、观测值易出现粗差和周跳的问题，为了实现智能手机BDS/GPS/GAL高精度定位，提出一种不确定度联合高度角的随机模型确定观测值噪声矩阵的卡尔曼滤波参数估计算法和观测数据质量控制方法，采用验前与验后联合检测的手段进行数据预处理。静态试验结果表明，小米8及华为P40智能手机GPS/GAL/BDS组合定位模式E/N/U单方向精度均优于0.3 m。小米8智能手机GPS/GAL/BDS组合定位模式的平面定位精度相较于GPS、BDS和GPS/BDS分别提升了33.5%、80%和27.5%。与小米8智能手机相同，华为P40智能手机GPS/GAL/BDS组合定位模式的平面定位精度相较于其余3种定位模式分别提升了42.3%、27.5%和12.8%。动态试验结果表明，GPS/GAL/BDS组合定位模式平面定位精度为0.72 m,相较于GPS和GPS/BDS提升了24%以上。     

GPS与DTMB组合定位系统的改进选星算法研究

针对GPS卫星信号在楼群密集的城市和室内存在定位盲区而无法单独完成定位的难题,提出GPS-DTMB组合导航定位方法。在多源信号组合导航定位系统中,为了解决导航定位精度与运算复杂度间的矛盾,研究改进的加权行列式选星算法在GPS与DTMB组合定位系统中的可行性,与传统最小GDOP选星算法相比较,改进的选星算法具有运算复杂度低、计算消耗时间短的优点,并且对比分析在不同的组合卫星数目中,该算法与直接利用传统最小GDOP选星算法相比较的偏差大小,仿真表明,在15种组合卫星中,偏差小于0.1的概率在90%左右,能够得到满意的性能,证明了此方法的实用性。     

BDS/GPS组合导航RAIM可用性分析

采用RINEX数据实验比较了北斗卫星导航系统(BDS)和全球定位系统(GPS)电离层Klobuchar模型在BDS/GPS组合导航中的性能。选择相对较优的电离层模型分析了基于卫星星座类型和卫星类型两种加权情况下,单一北斗、单一GPS与BDS/GPS组合导航系统在非精密进近(NPA)阶段和一类垂直引导进近(APVⅠ)阶段的RAIM可用性。实验表明,在BDS/GPS组合导航中,BDS的Klobuchar模型在中国区域内能修正大量的电离层误差,相比于GPS的Klobuchar电离层模型,电离层延迟修正有0-3.4364 m左右的提高。对于两种加权RAIM算法,在NPA阶段,单一导航RAIM可用性为90%左右,BDS/GPS组合导航的RAIM可用性达到100%。而在APVⅠ阶段,单一导航不具备APVⅠ能力,组合导航APV I阶段RAIM可用性达到100%,具有提供APV I应用的能力。      

JTIDS惯导GPS组合导航算法研究

针对JTIDS相对导航算法在实际应用中存在的不足,比如位置信息更新率较低、无姿态信息等,结合惯导系统、GPS卫导系统的导航优势,研究了JTIDS相对导航与惯导/GPS进行组合的导航算法,对两种导航算法即JTIDS/惯导组合导航算法、JITDS/惯导/GPS组合导航算法进行了仿真对比分析,验证了导航算法的有效性,仿真结果表明组合了GPS的导航算法比没有组合GPS的算法,较大程度提高了定位精度,仿真分析结果为实际工程提供了一定的理论参考。     

伽利略／GPS组合系统定位算法研究

采用多卫星导航系统组合可提高导航定位的精度，但仿真发现Galileo／GPS组合系统的一般最小二乘算法定位精度反而不如Galileo系统。本文分析了该现象的原因，提出采用加权最小二乘和卡尔曼滤波的方法。仿真表明卡尔曼滤波方法定位精度最高，但存在计算量大的问题，对此提出基于选星的改进措施，在保证定位精度的前提下，使计算量得到有效减少。     

基于DSP的Galileo/GPS联合导航定点算法研究

文章对比了GPS、Galileo及Galileo/GPS联合导航系统的性能,研究了基于最小二乘单点定位定点解算工程实现算法。仿真结果表明,Galileo/GPS联合导航较独立系统可见星数目、GDOP值及定位精度有明显的改善和提高。通过TMS320C6416 DSP硬件平台测试表明,研究的定点解算算法较浮点解算算法定位精度变化很小,具有较快的解算处理时间,为Galileo/GPS联合导航的实际应用打下了基础。     

GPS/BDS实时精密单点定位技术实现

为给各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时等服务，设计了一款基于 ARM+FPGA 的 GPS/BDS 双模双频接收机，嵌入基于 GPS/BDS 双系统的实时精密单点定位软件。 简单介绍了接收机的硬件设计中的电源和射频模块，针对实时改正数差分龄期过大和 IODE 与广播星历不匹配造成实时 PPP 定位中断的问题，给出了相应解决办法。最后通过对实时 GPS/BDS 组合 PPP 长时间测试表明：静态条件下，水平方向偏差 RMS 为 2.1cm，高程方向偏差 RMS 值为 3.6cm；动态条件下，水平方向偏差 RMS 值为 12.6cm，高程方向偏差 RMS 值为 14.7cm。     

一种多卫星导航系统快速选星算法研究与仿真

多卫星系统导航时,可见星数目大幅度增加,导致导航解算运算量成几十倍增长,加重了用户接收机尤其高动态接收机的负担。针对传统选星算法在卫星数目较多时耗时太长,无法满足导航实时性要求的问题,提出了一种适用于多卫星导航系统选取多颗次优星的快速选星算法,通过建立多卫星导航系统的几何精度因子（GDOP）分析模型,基于可见星仰角及方位角的分区、筛选,给出了被排除卫星的分布规律。仿真结果表明,在损失较少定位精度的情况下,可大大减少导航定位解算的运算量。     

基于数字变频处理的GPS/BDS双模捕获

全球定位系统(Global Positioning System,GPS)与“北斗”定位导航系统(Beidou Navigation Satellite System,BDS)的双模导航能够提高定位稳定性与精确性,但通常在前端硬件设计中需要建立双通道对GPS和BDS射频信号分别进行处理,极大地增加了硬件设计复杂度以及功率的消耗。针对双通道硬件设计的复杂性问题,提出了在Matlab环境下对GPS/BDS双频信号进行数字变频处理的方法。该方法将硬件中的变频功能在软件中实现,从而降低了硬件设计的复杂度且保证了算法与不同全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)以及前端硬件的兼容性。实验结果表明,在不同的单通道硬件设计下,利用该方法能够成功在软件中消除与L1或B1的频偏得到捕获信号,并捕获到GPS/BDS可见卫星信息。     

机载航电系统中多源信息模糊自适应融合技术

为了保障导航的精度与可靠性,目前常采用多源信息融合导航。针对ADS/IRS/GPS组合导航系统,采用基于自适应信息分配的联邦滤波结构处理信息融合问题,并把模糊推理技术融入到ADS/IRS卡尔曼滤波器中,对IRS/GPS子滤波器采用紧组合模式,上述结构算法能对多源导航信息进行最优融合与处理。建立了ADS/IRS模糊自适应卡尔曼滤波模型以及IRS/GPS紧组合滤波模型,设计了自适应信息分配的联邦滤波算法,并进行了仿真,仿真结果验证了设计算法的有效性。     

城市峡谷中基于GDOP和NHC的GPS/IMU组合导航方法

针对在林荫道、高架桥和隧道等城市峡谷中全球定位系统(GPS)信号易发生遮挡、 干扰,导致导航定位精度低、连续性和可靠性差的问题,提出了一种基于几何精度因子(GDOP) 和非完整性约束(NHC)的 GPS/惯性测量单元(IMU)组合导航方法。其中,通过利用 GDOP 实现卫星定位构型优劣和定位精度的衡量,从而构建基于 GDOP 值的 GPS/IMU 组合导航量测更新模型。同时,为了进一步提高组合导航系统的精度,将 NHC 应用于该组合导航系统中。实验结果表明,所提方法水平和三维定位均方根误差分别是 3.88 m 和 4.78 m,相比于传统 GPS/IMU 组合导航方法的 9.25 m 和 13.53 m 分别提高了 58.06%和 64.67%,可以有效抑制 GPS 信号受环境干扰影响组合导航定位精度和可靠性的问题。     

车载GPS/北斗/DR组合导航系统研究

针对移动车辆的定位与导航问题,研究了GPS/北斗/DR组合导航算法.文中采用坐标系变换及增加状态变量法对不同卫星星座进行了时空统一,并在此基础上研究了GPS/北斗卫星组合导航算法;为了克服卫星定位存在的不连续性问题,提出了GPS/北斗卫星导航系统与低成本的航位推算系统组合导航方案,设计了GPS/北斗/DR组合导航滤波器...     

基于DSP／BIOS多线程的小型组合导航系统设计

将GPS与SINS组合起来可以充分发挥二者的优势,是一种实用的导航方式。但是传统的设计方案都是在双端15／RAM的基础上进行数据存储与传输的,因此会带来体积大、成本高、功耗大等问题。基于小型化GPS／SINS组合导航系统的目的,本设计采用DSP／BIOS多线程编程技术对TMS320F28335数字信号处理器进行程序设计。工程实现的结果证明,所设计的系统不仅导航功能完整、性能稳定,更具有成本低、体积小和功耗低的特点,在普通的导航领域有一定的应用价值。     

雾霾浓度监测与定位系统的研究与设计

雾霾威胁着人体健康,对人们的生活影响越来越大。为了更好地对雾霾浓度进行实时监测,研究设计了基于MSP430的雾霾浓度监测与定位系统,利用GP2Y1010AU0F光学空气质量传感器对雾霾浓度进行测量,利用GPS/BDS双模定位模块对雾霾位置进行定位,利用无线通信模块将获取的数据发送给相关监测管理部门。研究了系统的软硬件详细设计,同时,给出了实验测试结果,结果表明：系统可以精确的监测雾霾浓度和实时报告雾霾的位置信息等参数。本研究对雾霾的有效预防和控制具有一定的意义。     

基于北斗卫星导航系统非组合精密单点定位算法的精密授时精度研究

全球导航卫星系统(GNSS)精密单点定位(PPP)技术具有操作简单、成本低廉、定位精度高等优点，在精密授时领域得到了广泛应用。针对现有研究中消电离层PPP模型的组合噪声大、卫星系统多采用全球定位系统(GPS)及实时动态场景少等问题，该文采用非组合PPP模型对北斗卫星导航系统(BDS)精密授时精度开展了研究，并利用Kalman滤波静态模型和动态加速模型进行参数估计。给出了静态和实时动态场景PPP处理策略，并利用超快速预报星历保证动态实时性。结果表明:在静态和实时动态条件下，非组合PPP模型精密授时精度均优于消电离层组合PPP模型；在静态条件下，考虑到BDS和GPS定位精度相当，且亚太地区BDS定位精度更高，BDS授时精度略高于GPS；在实时动态条件下，BDS和GPS精密授时精度在2 ns以内，但BDS授时精度略低于GPS，这是由于空间位置精度因子(PDOP)、载体速度突变和环境因素等的影响，而当完成收敛后，两种系统的授时精度相当，其钟差项中误差均在0.3 m以内。     

卫星导航空间信号用户测距误差评估方法

空间信号（SIS）精度是卫星导航系统的基本性能之一,而卫星的用户测距误差（URE）是SIS 精度的重要指标。基于轨道误差及钟差误差研究了GPS（全球定位系统）和BDS（北斗卫星导航系统）的SIS URE评估方法,并利用实测数据评估了GPS和BDS的SIS性能。验证结果表明：GPS的SIS URE均优于2.2 m,BDS SIS URE除GEO-01和GEO-04卫星外均优于2.5 m,符合GPS 标准定位服务性能规范（2008年）及北斗卫星导航系统公开服务性能规范（1.0版）对SIS URE的指标要求。