多卫星组合系统研究

通过对多卫星组合系统方案的研究，提出了多卫星组合定位方法．该方法提高了卫星导航系统信息的安全性，在特殊时期，在某一系统不能使用时（如GPS），仍能利用其它卫星导航系统提供定位服务：大大提高了卫星导航设备的可用性，减小了信号被全部遮挡的可能，使应用多卫星组合系统的用户设备可接收多种系统的卫星信号；提高了导航系统的定位精度，在组合导航系统中，由于卫星数的增加，易于使几何精度因子保持在很低的值上，从而使定位精度保持在较高的水平上；同时增加了信号的完好性，提供的冗余信息增加，使接收机自主完好性监测（RAIM）方法更易鉴别出故障卫星。     

天津滨海国际机场GBAS设备性能分析

地基增强系统(GBAS)是国际民航组织(ICAO)发展的新一代卫星导航着陆引导系统。GBAS 通过地面差分修正、完好性监测等技术,提高卫星导航系统精度、完好性、连续性、 可用性的“四性”指标,为飞机提供 I 类甚至更高等级精密进近着陆引导服务。简要介绍了 GBAS 系统的系统组成、工作原理,重点分析了天津机场 GBAS 设备运行情况,从系统精度、完好性、 连续性、可用性等方面入手,评估设备运行性能指标,为后续 GBAS 投入应用提供了技术基础。     

我国广域差分GPS参考站布站选址研究

我国广域差分GPS增强系统在服务区域能够为GPS用户提供差分修正值。广域差分参考站是系统的一个重要组成部分，它负责从GPS卫星获得距离测量。这些测量值用来计算差分修正数。因此，参考站站址及数量的选择决定了GPS增强系统的覆盖范围以及对用户的GPS增强效果，为了满足所需导航性能，本文分别从卫星完好性监测、UDRE、GIVE以及覆盖率几个方面分析了我国广域差分GPS参考站布站选址的限制条件，在最优化的条件选择参考站的间距，并且分析了实际条件下布站的原则．     

卫星导航局域增强地面子系统的设计

基于差分修正的局域增强的方法可以改进卫星导航系统的精度、完好性、连续性和可用性等指标,使卫星导航系统能够满足国际民航组织对于1类精密进近的要求。本文依据局域增强的原理和具体环境的要求,给出了某机场的局域增强系统地面子系统的设计。     

WAAS技术现状与发展

卫星导航广域增强系统的主要目的是提高卫星导航系统定位精度、完好性和增强服务区域。系统特点是较局域差分、局域增强系统的差分定位精度相对较差,但也能大幅度提高卫星导航系统的定位精度,服务范围广、不受距离限制,可满足大部分用户的使用需求。典型的系统为美国的WAAS系统。WAAS系统共由3个主站(兼参考站)、25个参考站、1个上行注入站和1颗地球同步卫星组成,覆盖北美和墨西哥周边地区,目前已投入使用。     

基于EGNOS系统增强服务的广域差分校正的实现

欧洲地球同步导航重叠服务(EGNOS)是欧洲建设的第一个卫星导航系统,它通过增强美国的GPS和俄罗斯的GLONASS两个现有的卫星导航系统来向系统服务区内用户提供测距功能、差分改正数据和系统完好性信息,以满足高安全用户的需求.深刻阐明了广域差分校正的实现过程,给出了相关的算法,并推导了相应的计算公式和计算过程.     

地基增强系统验证飞行性能分析

地基增强系统(GBAS)在通过差分定位提高卫星导航精度的基础上，增加了一系列完好性监视算法，提高系统完好性、可用性和连续性的指标，使机场覆盖空域范围内的配置相应机载设备的飞机获得达到 I 类精密进近(CAT-I)甚至更高标准的精密进近和着陆引导服务。 GBAS 验证飞行的目的是确认 GBAS 地面设备的信号稳定性和可靠性，同时验证 GBAS 地面设备与飞机机载设备的交联能力。本文主要介绍了 GBAS 系统的系统组成和工作原理，重点介绍了验证飞行测试方法以及对天津滨海国际机场验证飞行实测数据分析等，为国产 GBAS 地面设备性能评估和后续 GBAS 投入应用提供了技术基础。     

GPS地基增强系统简介及其性能仿真验证

GPS地基增强系统主要用于增强卫星导航系统信息的完好性和提高导航精度,为飞机的精密进近和着陆导航提供服务。介绍了GPS地基增强系统组成结构、服务类型和主要服务信息种类,进而对信息完好性进行了简单说明。然后对GPS地基增强系统的误差源进行了简单描述,根据误差源模型建立地基增强系统的完好性数学模型。最后以A320飞机为飞行平台,通过仿真飞机在着陆过程中的水平保护级和垂直保护级,评估地基增强系统的性能。通过仿真分析,GPS地基增强系统能够满足CATⅢB类的精密进近和着陆导航要求。     

孙家栋--老骥伏枥布北斗斗转星移定乾坤，惊心动魄雷声滚，坐镇卫星发射场，北斗普照投营运。

中国北斗卫星导航系统（BDS——BeiDou Navigation Satellite System）,是中国自主建设、独立运行,与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统。系统建成投入运营,可在全球范围内全天候、全天时,为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务。系统由空间段、地面段和用户终端三部分组成。空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面操作控制站组成。用户终端由北斗用户终端以及与美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯系统、欧洲伽利略系统等其他卫星导航系统兼容的终端组成。     

一种多卫星组合导航系统的算法研究

本文通过对多种卫星导航定位系统的研究,提出了一种多卫星组合导航定位的算法.该组合导航系统能够提高卫星导航信息的安全性,且在单一系统无法定位时,仍能利用其他卫星导航系统提供定位服务,大大提高了卫星导航系统的可靠性及系统的精度.     

提高SINS/GNSS组合导航系统定位精度的方法研究

单纯依赖单一的导航手段难满足高精度的导航需求,因此,将捷联惯性导航系统(SINS)、全球卫星导航系统(GNSS)有效组合,实现优势互补。SINS/GNSS组合导航系统的数据处理一般采用卡尔曼滤波实现,当组合导航系统模型足够准确时,滤波性能较好,当导航系统模型存在误差或发生变化时,新的量测值对滤波估计值的修正作用下降,而旧的量测值的修正作用相对上升,从而导致滤波精度下降。针对上述问题,基于集中式卡尔曼滤波结构的SINS/GNSS组合导航系统,本文提出一种新方法,新方法在梯度方向上进行估计迭代,从而修正模型误差对滤波精度的影响,提高导航定位精度。实验结果表明,当导航系统模型和量测方程存在误差或发生变化时,新方法仍可以为导航系统提供有效的定位精度,满足高空长航时系统需求。     

北斗系统对流层延迟改正模型精度分析

北斗系统是我国自主研制的卫星导航定位系统,为提高该系统的定位精度,必须对其误差源引起的定位误差进行修正。对流层延迟是影响北斗卫星定位精度的误差源之一,它是由对流层大气对卫星信号的折射而引起,因此需要进行对流层延迟改正,其改正精度将直接影响卫星的定位精度。针对目前导航系统常用的3种对流层延迟模型,利用公认的电波射线描迹法进行比对,得到了各个模型的特征和适用范围,从而为我国北斗导航卫星定位应用中的对流层延迟模型选择奠定基础。     

北斗卫星导航系统误差分析与评估

北斗卫星导航系统误差主要包括与卫星相关的误差,信号传输过程中的误差和用户段的误差。这些因素可以造成卫星导航系统在使用的过程中无法及时对定位准确性进行有效警告,告警限值出现明显误差,甚至造成定位结果无法使用和完好性故障。按照空间信号接口规范, 利用广播星历,精密星历,原始电文和伪距计算出了卫星轨道误差,卫星钟差,电离层误差,对流层误差以及用户等效测距误差(UERE)。使用 Propak6 接收机接收机场附近的实测数据,对北斗导航系统的各项误差进行统计分析,为北斗导航系统应用到民航提供了重要依据。     

混合星座卫星导航系统定位精度分析方法

随着卫星导航技术的发展,无人机等运动载体上的卫星导航设备一般可以接收多个星座的卫星导航信号。在进行多星座卫星导航混合定位处理时,需要评估混合星座卫星导航系统的定位精度指标。卫星导航的定位精度与等效测距误差、空间几何分布等因素有关,不同星座的接收机使用的时钟不同,也会引入相应的误差影响。本文根据卫星导航定位原理,分析了混合星座卫星导航系统的定位误差方差,推导了混合星座定位的精度评估方法。最后,本文还分析了在混合星座定位时,引入测距精度较差的星座系统后,对整个导航系统性能的影响。实验结果表明, 本文分析的混合星座定位精度评估方法与实验结果相符合,为评估多星座导航系统信息融合后的定位性能提供了指导参考。     

卫星导航信号完整性研究

为了提高导航定位的可用性,在街道、树林和室内等有遮挡的场景实现精确定位,卫星导航的完整性研究日益成为热点.文中提出了一种全新的卫星-基站混合定位方法.该方法考虑非直达波（NLOS）的影响,将散射体作为虚拟信号源,建模分析NLOS导致的定位误差,并基于GDOP分析,选择最优的卫星-基站定位组合,抑制多径误差,改善定位精度因子（DOP）.仿真表明,相比于传统的混合定位,该方法具有更高的定位精度和鲁棒性.     

MEMS-INS/GPS双星组合定位方法研究

提出了一种 GPS 不足 4 颗星情况下的双星组合定位方法。利用微机械惯导系统短时间自主导航定位的优良特性,建立双星组合定位的误差方程,同时利用 GPS 导航系统自身的卫星测量信息,设计双星组合定位导航系统的卡尔曼滤波器来实现微机械惯导和 GPS 卫星信息的最优融合。通过微机械惯导和 GPS 的信息融合,实现 GPS 在 2 颗卫星情况下的组合定位。实验结果表明,在 GPS 卫星导航收星条件差的情况下,双星组合导航具有较好的定位精度。     

全球卫星导航系统的发展概况

今天,卫星导航系统已经在大量应用中广泛使用,而且总的发展趋势是为实时应用提供高精度服务。迄今为止,比较完善的卫星导航系统已经有美国ＧＰＳ和俄罗斯ＧＬＯＮＡＳＳ系统,它们的定位和定时精度都能满足严格的军用定位和定量要求。而对大量的卫星导航需求,欧洲计划推出自己的卫星导航系统Ｇａｌｉｌｅｏ。本文对现有的ＧＰＳ和ＧＬＯＮＡＳＳ系统进行了描述和比较,并对Ｇａｌｉｌｅｏ系统的计划方案进行了简要说明。     

GPS、北斗卫星导航系统组合单点定位模型及算法

北斗卫星定位系统可为用户提供快速定位,以及简单数字报文通信的高精度卫星定位,其不仅可满足用户对中高精度的导航定位需求,且算法设计简单实用,可为GPS导航系统定位提供有效辅助。文中在对GPS和北斗卫星导航系统组合单点定位原理分析的基础上,建立了二者组合的定位模型,并验证了算法的有效性。     

伪距定位算法中天线相位中心偏差的修正及误差分析

在导航卫星伪距定位算法中,卫星作为质点进行计算,不考虑卫星质心与导航天线相位中心的偏差(PCO)。本文在介绍导航卫星伪距定位算法基础上,提出采用天线相位中心替代卫星质心的方法以修正 PCO 产生的定位计算误差,同时本文给出了基于导航电文和卫星姿态控制策略计算 ECEF 坐标系下天线相位中心的方法。本文将修正前后的伪距定位算法应用到典型的定位计算中并对计算结果进行分析。根据数据分析结果,使用修正前的算法,PCO 在不同方向、 地理位置上产生明显定位计算误差,而使用修正后模型可以消除这种误差。     

基于误差估值累加开环校正的诱导式欺骗检测方法

诱导式卫星欺骗干扰可诱导航空器逐渐偏离预定航迹，难以被发现，因此及时有效地检测干扰是飞行安全的保障。在现有紧组合导航体制基础上，设计了一种基于误差估值累加开环校正的紧组合导航结构，并证明了其性能与传统闭环校正紧组合导航性能等效。在此结构中，将紧组合导航系统与自适应序贯概率比检测方法结合，提出了一种基于误差估值累加开环校正的诱导式欺骗检测方法，融合紧组合导航信息与其他不受欺骗影响的导航信息，构建欺骗检测统计量进行诱导式欺骗检测。仿真结果表明，开环校正结构可避免随时间累加的惯性导航系统误差所导致的组合导航滤波器发散问题，同时欺骗检测方法可进一步提高算法对“最坏”情形下微小诱导式欺骗的检测效果。