GPS载波相位测量的一种应用

简要介绍了ＧＰＳ相位平滑伪距的原理，提出了用两个载波在两个历元的相位观测量的双差来消除相位周跳，并进一步对两个载波的码伪距差进行平滑，对实际数据进行处理的结果表明了这种算法改进了双频码伪距差的测量精度。     

采样时钟抖动对GPS信号跟踪性能影响研究

本文分析了晶振的漂移对GPS接收机的影响,从锁相环理论的角度,重点分析了采样时钟抖动对基带载波跟踪和伪码跟踪性能的影响,并给出一种环路分级降带宽的方法来消除这种影响.该方法在保证最终伪码跟踪精度的前提下,增加了跟踪环路对动态应力的容忍范围.提高了GPS接收机跟踪环路的稳定性.     

星载GPS非差运动学定轨中的观测数据加权策略研究

星载GPS非差运动学定轨结果容易受到观测数据质量的影响,相位观测噪声远远小于伪码,如果将两种观测数据等权处理,会降低相位信息在参数解算中的作用;相位观测存在模糊,单独使用会导致参数估计结构不稳定;伪码观测噪声与接收天线高度角存在很强的相关性。本文根据星载GPS伪码和相位联合非差运动学定轨原理,结合GPS观测数据质量分析结果,提出了一种合理的加权策略,提高了星载GPS非差运动学定轨的精度和稳定性。对一个星期的CHAMP的观测数据进行处理,将非差运动学定轨结果与GFZ事后科学轨道进行对比,结果表明二者在R、T、N分量上差值的均方根为20cm、12cm、13cm,三维点位误差的均方根为27cm。通过分析多种不同加权策略的定轨精度差异,验证了本文提出的加权策略的有效性。     

基于伪码自相关特性与三次样条插值的GPS信号快速捕获算法

提出了一种新的基于伪码自相关特性和三次样条捅值拟合方法的GPS信号快速捕获算法.首先通过低频采样序列依据循环相关法求得C/A码相位粗略值;然后根据C/A码相位粗略值得到用于二次捕获的高频采样部分序列,利用伪码自相关特性求得精确C/A码相位值;最后利用三次样条插值法处理相关谱谱峰及邻近数据以进一步提高C/A码相位的测量精度.仿真结果表明该算法具有精度高、运算量小的优点.     

输电线路智能巡检系统中GPS技术的研究与应用

在高压输电线下进行GPS数据录入,不可避免受电磁场等因素的影响,一是导致伪距测量中的误差增大,使定位精度降低;二是干扰GPS信号,影响接收机的捕获和跟踪,造成GPS信号接收失败、精度降低、轨迹数据的丢包、人员巡检的监督功能失效.为此,通过GPS相位平滑伪距方法提高相对伪距观测值精度,通过设计轨迹坐标监测程序对GPS信息数据的存储情况进行定时检测,有效避免轨迹坐标数据的大量丢包,保证人员的巡检轨迹完整,对巡检人员工作起到良好的监督作用,保证高压输电线路智能巡检系统的正常运行.     

导航星座中的载波相位星间精密测距技术

卫星导航系统受到越来越多国家的重视,而自主导航无疑是其中的核心技术之一。基于24/3/2构型的MEO Walker星座,分析了伪码测距技术的原理与局限性,在此基础上探讨了载波相位测距技术,以及其中周跳的检测与修复、整周模糊度求解问题,结合星间链路特点提出了两种相应的解决思路,即载波相位平滑伪码测距技术、双频载波相位联合伪码测距技术,对研究具有自主导航功能的全球导航系统具有一定意义。     

时间差分相位平滑伪距定位技术分析研究

实时导航应用中,一般意义上的精密单点定位技术由于IGS精度星历的延后性限制了其应用。研究了实时精密单点定位技术,利用精度较高的时间差分载波相位值对低精度的伪距进行平滑,在伪距单点模型和相位伪距组合定位模型的基础上,推导了相位平滑伪距数学模型及其计算方法,并分析了电离层误差及对流层误差修正模型的影响。最后结合所编写的相位平滑伪距定位软件进行了实测数据导航定位精度测试,得到理想的定位结果,验证了推导的数学模型及其计算方法确实有效可行。模型及其计算方法对实时精密单点定位的应用具有很好的工程价值。     

星载双频GPS载波相位周跳的实时探测与修复

提出一种新的实时方法探测和修复高动态环境下的GPS载波相位周跳。该方法仅使用单站星双频GPS伪距和载波相位数据,而且其每颗星的数据处理是独立的,所以没有最小卫星数的限制。周跳探测时,在相邻历元间时间差模型基础上建立卡尔曼滤波模型,根据滤波残差探测大周跳(>4周),然后用电离层残差法完成对小周跳(≤4周)的探测;周跳修复时,先使用两步卡尔曼滤波的质量控制方法修复周跳到小周跳范围,最后用电离层残差法完成周跳修复。使用该方法处理1 Hz采样CHAMP卫星数据,结果表明,该方法可以有效可靠地对载波相位周跳进行探测和修复。而且该方法需要的信息量和计算量小,算法易于计算机实现,适合应用于实时周跳的监测。     

差分GPS技术在靶场弹道测量中的应用研究

就目前靶场弹道测量手段存在的不足，通过对GPS相位平滑伪距差分和载波相位差分技术的分析，提出用GPS差分技术与测控设备进行一体化设计。实现靶场弹道高精度的测量。中给出了该方案的实施原理图和软件流程图。通过与靶场现有的测量方法相比较表明，所提出的方法不仅能够提高精度，克服目前靶场测量方法的不足：而且可以极大地改善靶场的测量环境，填补靶场空白。这无疑是一种值得推广和借鉴的技术方案。     

基于载波频率辅助相位的GPS信号跟踪算法

针对传统全球定位系统(GPS)接收机在高动态环境下跟踪性能不理想,提出一种基于载波频率辅助相位的GPS信号跟踪算法。利用锁频环(FLL)辅助锁相环(PLL)的方式代替传统单一跟踪环路,通过卡尔曼(Kalman)滤波器对接收机各跟踪通道中频信号进行综合处理。根据多条跟踪通道的伪距和伪距率残差对系统状态参量进行综合估计,并搭建Kalman滤波器的状态方程和量测方程,给出了跟踪环路反馈量,与传统标量跟踪模式下的跟踪性能进行了对比。仿真结果表明,基于载波频率辅助相位的GPS信号跟踪算法进入稳态时间减小了100 ms,位置误差精度提高了5 m,速度误差精度提高了近3 m/s,在接收机用户快速运动的环境下,能够很好地处理高动态信号。     

New range domain carrier‐smoothed code filtering with dual‐frequency BDS data

In global navigation satellite system (GNSS) applications, the carrier‐smoothed code is a widely used technique to combine code pseudo‐range and carrier phase measurements. Unlike conventional methods, a method using dual‐frequency GNSS data to improve smoothing accuracy by eliminating ionosphere delay is described in this paper. In the recursive least‐squares theory for colored measurement errors framework, a global one‐step carrier‐smoothed code filter in range domain is proposed to overcome the limitations of traditional approaches. The correlations of the time‐differenced carrier phase measurements are considered. This approach avoids overly optimistically evaluating the estimate and improves the transient accuracy of the estimate. Compared with stepwise strategy, the one‐step method is superior and globally optimal. Experiments are conducted using real BDS data, and the performance of the proposed method is demonstrated.     

基于低成本接收机的双天线测姿算法

针对低成本接收机双天线测姿系统利用直接法解算精度较低且存在系统粗差的问题，提出一种基于载波和伪距双差实时动态定位（RTK）卡尔曼滤波算法。首先，引入基线长度作为观测量，并将事先测量得到的精确基线长度作为观测量误差；然后，根据从天线接收机的历元时间间隔对主天线位置进行实时矫正，而周整模糊度采用改进LABMDA算法求解。在静态和动态情况下进行了测试，结果表明，在基线长度为1.1 m、采用GPS和北斗双系统进行观测的情况下，所提算法解算出的航向角精度在1°左右，俯仰角精度在2°~3°。相比传统的双天线直接法测姿，该算法在系统抗差性能和精度上都较优。     

导航卫星信号模拟器伪距生成实时仿真研究

高精度伪距数据的实时生成是导航卫星信号模拟器开发需要解决的一项关键技术.在监测接收机测试中,信号模拟器生成伪距数据时必须采用高精度而复杂的卫星轨道和伪距误差项计算模型,但是复杂的计算模型严重影响了伪距数据生成的实时性.针对问题,提出了迭代计算与插值计算相结合的伪距生成方法,并采用方法对监测接收机和普通定位接收机用户进行了伪距数据的实时生成仿真和精度分析.结果表明方法能满足伪距数据生成的实时性和精度要求.     

Predicting (individual) software productivity

A method for projecting software productivity with reasonable accuracy which uses the statistical techniques of time series analysis is described. The measure of productivity is the development time required per line of code. In making productivity projections, the key issue is the need to achieve a balance between forecasting stability and responsiveness to changing conditions. An integrated moving average process of order one, using exponential smoothing of all the previous observations, is judged appropriate for software productivity analysis, particularly where there are limited data available or where conditions are sufficiently varied to make much of the available data inapplicable. Empirical evidence suggests that most commonly encountered time series can be reasonably well described by such methods. The methods for computing the weights used for exponential smoothing are described, as are the means for determining prediction intervals, or measures of forecast uncertainty. This data analytic approach uses historical data alone, unlike structural methods where learning curves as well as prior data are used to define the predictive process     

Autonomous navigation system of near-Earth spacecraft

An autonomous navigation system for near-Earth spacecraft is described; this system allows determination of the satellite orbit and prediction of its motion parameters. Radio navigation measurements of GLONASS and GPS satellite systems are used for this purpose. The autonomous navigation system is designated for operation on near-Earth orbits which do not go beyond the navigation areas of GLONASS and/or GPS and on orbits with large eccentricity whose apocenter is at a distance of 50–70 thousand km from the Earth’s surface. The developed methods and algorithms for orbit determination are based on the application of laws of motion dynamics of a spacecraft directly at processing primary phase measurements of the carrier frequency and code pseudo-range using an extended measurement base. Algorithms for determination of motion parameters of the spacecraft and results of simulation and operation of a model system are presented. The possibility of creation of an onboard autonomous navigation system with precision and reliability higher than those of the ground measuring complex is demonstrated.     

GPS静态伪距方程代数解算法的研究

为了避免使用用户接收机的初始坐标信息和求导与迭代计算带来的复杂性,研究了一种GPS静态伪距方程的代数解算方法。通过直接求解伪距方程,有效简化了计算,在保证一定精度的前提下提高了GPS静态伪距定位的数据处理解算速度。仿真结果证明了该算法的正确性及实用性。     

基于TS201的SAR方位向预处理器的优化设计

为满足高分辨率、多模式合成孔径雷达(SAR)系统的方位向预处理需要,利用AD公司的高速DSP芯片ADSP-TS201来实现预处理功能,提高了距离向处理点数、FIR滤波器阶数和运算精度。预处理参数可以根据不同的需要实时改变。该文介绍了预处理器的原理,针对TS201的内部结构和指令特点对软件代码进行优化。实测表明,该预处理器在采用64阶FIR预滤波器、降4倍采样、输入距离线为16 384点时,PRF超过1 800 Hz。