测量精度约束的模糊度搜索定位算法

为了快速且准确地固定整周模糊度,针对 LAMBDA 算法存在整周模糊度搜索范围过广、搜索效率低等问题,提出一种基于测量精度约束的模糊度搜索算法。该算法在最小二乘问题得到最佳加权的情况下,以标准差分进化（DE）算法为基础、载波相位测量精度为约束条件进行模糊度固定解的检验。该算法解决了不同卫星高度角产生的影响,在解算三维整周模糊度时能够达到 99% 的解算成功率。相比于 MLAMBDA、DE、自适应加权的差分进化（AWDE）算法,该算法进一步提高了模糊度的解算效率和成功率。     

导航卫星载体姿态测量进化算法研究

导航卫星载体姿态测量是航空、航天、航海和陆地导航中的关键技术.在基于载波相位差的载体姿态测量中,相位双差整周模糊度的求解是重点和难点.该文将进化算法应用于整周模糊度的搜索,无需进行模糊度的去相关处理,采用进化算法直接搜索整周模糊度,进而求解出基线矢量,获得载体姿态.该方法可以提高整周模糊度求解的效率和实时性,适用于动态载体姿态测量.对比实验结果证明了该方法的有效性.     

基于GPS技术的短基线快速定向方法及实现

研究GPS载波相位差分技术的短基线定向问题,即接收信号中存在噪声和多路径问题从而产生相位测量误差,并针对现有整周模糊度解算算法运算量大,初始化时间长,提出建立GPS卫星差分观测方程与基线几何关系间的基本模型,结合GPS载波相位技术定向原理,将基本模型在短基线定向框架中进行讨论,在充分利用其几何关系约束并结合最小二乘整周模糊度搜索算法,给出了使用单历元数据进行短基线定向的主从卫星选择依据与输出定向值的具体操作步骤.规避了载波相位周跳,解决了以往方法中需要长时间初始化的问题.通过静态实验结果表明,改进方法快速、有效,达到定向精度要求,为GPS高精度定向设计提供可行的方案.     

惯性信息辅助的载波相位模糊度求解算法

针对卫星导航接收机载波相位精确定位中求解整周模糊度存在搜索空间大,时间长的不足,利用捷联惯性导航系统提供的惯性信息进行辅助,压缩模糊度搜索空间,实现模糊度的快速逼近与求解.实验结果表明,当采用单频GPS进行精密相对定位,使用SINS或者组合导航输出计算模糊度的初始值及其方差,该算法相对于传统算法更适合实时解算整周模糊度.     

多模式雷达在矿区沉降监测中的应用研究

合成孔径雷达差分干涉测量(DInSAR)技术在地表形变监测方面已得到广泛应用。介绍了将差分InSAR技术运用于矿区地表沉降监测,获得了河北峰峰煤矿地表Envisat/ASAR和ALOS/PALSAR的雷达形变干涉相位图,并对Envisat C波段和ALOS L波段的形变干涉相位图进行了相干特性和相位特性的分析。通过综合考虑C波段和L波段的优势与不足,将两者联合使用,实验表明利用多模式雷达数据对矿区地表沉降进行检测的可行性。同时,通过对雷达干涉相位图的分析,能够及时提供正在进行地下开采活动的矿区地理位置。     

基于改进粒子群优化算法的DGPS整周模糊度快速解算

为了更快速、准确地解算差分全球定位系统(DGPS)整周模糊度,把改进粒子群优化算法用于模糊度固定解搜索环节。在DGPS整周模糊度解算中,在DGPS载波相位观测方程的基础上,利用最小二乘估计模糊度浮点解和协方差矩阵;对模糊度浮点解作降相关处理;利用改进粒子群算法搜索模糊度固定解。实例结果表明:在和LAMBDA算法的1 000个历元对比实验中,二者的解算成功率都在98%左右,相差不大,但改进粒子群算法搜索时间是12. 472 s,比LAMBDA算法缩短2. 008 s,搜索效率明显提高。     

单基线姿态测量的RAIM算法研究

当载体安装有GPS接收机和多个天线时,可以得到其姿态信息(航向角、俯仰角、横滚角);论述了利用载波相位姿态测量的解析法,利用了基线长固定的条件,在整周模糊度初始化时进行粗搜索,利用模糊度函数法进行判断筛选整周模糊度组合,减少了搜索空间;接收机自主完好性监测(RAIM)的概念被引入到姿态测量算法中,有效地剔除问题卫星,改善AFM算法;系统姿态测量结果达0.1标准差,故障卫星可由RAIM检测并剔除;结果表明RAIM算法能有效提高姿态测量结果可靠性。     

基于分块技术的相位展开算法

对干涉相位图的相位展开是干涉合成孔径雷达处理过程中的重要步骤,也是干涉合成 孔径雷达理论与应用研究的难点所在.在充分利用干涉相位图中的干涉条纹信息的基础上,提出 了一种基于分块技术的相位展开算法.首先对干涉相位图做了分块处理,块是由干涉条纹线和图 像边界线组成的一个封闭的区域,在一个块内不存在相位跳跃,即在块内的相位展开已经完成. 在下一步对全图做相位展开时,再逐块进行.最后通过后处理技术进行错误校正.通过对真实数 据的实验和与传统方法的比较,证实了算法的有效性和稳定性．     

多载频RTK在军事通信系统中的研究

提出了在相位平滑伪距差分的基础上求解RTK的整周模糊度,利用GPS和GLONASS的组合来增加求解整周模糊度的载频冗余度.在单差方程向双差方程的变换中,以Householder变换代替传统的法线方程法来保证双差方程中观测量的不相关,最终采用LAMBDA算法求解出整周模糊度.数值分析结果表明:该方法可以提高整周模糊度的求解速度和求解结果的稳定性,因此适用于动态RTK技术.     

附有约束条件的整周模糊度解算

载波相位测量的相对精度目前可以达毫米级,其周期性造成了模糊度无法确知,必须对其进行解算。传统的模糊度解算方法精度虽然较高但耗时,无法满足实时动态定位;附有几何约束算法的定位速度虽然较高,但由于基线先验信息的误差导致可靠性不高。提出了一种模糊度的解算方法,通过对基线向量的约束提高模糊度解算速度,该算法即使在先验信息出现一定误差的情况下,依然能较准确地估算模糊度,从而保证模糊度解算结果的可靠性。仿真结果表明：该算法能有效地提高整周模糊度解算效率,并且具有一定的容错力,适合于动态定位。     

一种利用对称三角分解求解整周模糊度的方法

整周模糊度的求解是利用载波相位进行测量时的关键问题.采用了对系数矩阵进行QR分解的方法,用以降低矩阵的维数.模糊度搜索时,针对Z变换可能会引入多余误差,采用了对称三角分解法对协方差矩阵进行去相关处理.实验与仿真结果验证了该算法的有效性.     

变粒度搜索算法与整周模糊度解算

LAMBDA方法应用于GNSS单频单点载波相位定位时,其整周模糊度的搜索域过大,解算速度过慢,制约了单频单点精确定位技术的应用。针对这一问题,结合粗糙整数映射理论,提出变粒度搜索算法,通过改善整周模糊度搜索区域的拓扑结构,并采用有粒度的粗糙整数作为搜索单元,可有效提高搜索效率。仿真结果表明,基本实现了单频单点载波相位准实时定位。     

基于LAMBDA方法的GPS整周模糊度解算研究

导航、大地测量的快速和高精度GPS定位需要解算双差分载波相位的整周模糊度值,基于经典最小二乘法求解的解整周模糊度一般为非整数解(浮动解),这种做法丢失了对提高未知参数估值的精度很有用的信息。而该文则详细讨论了基于整数最小二乘法及其降相关平差方法(LAMBDA)的原理极其算法,通过一个短基线的实例计算发现:较于未加限制的最小二乘搜索算法,LAMBDA方法在进行模糊度搜索解算时充分顾及了模糊度的整数特性,并在此基础上对模糊度协方差阵进行了降相关处理,从而改善了模糊度的方差域,消除了模糊度方差的不连续性,使得LAMBDA方法的搜索区域得到明显改善,相应的定位精度明显提高,具有较高的应用价值。     

Integer least squares with quadratic equality constraints and its application to GNSS attitude determination systems

In this paper we introduce the quadratically constrained integer least-squares problem and show how the LAMBDA method can be used to solve it for the purpose of GNSS attitude determination. The integer least-squares principle with quadratic equality constraints (ILSQE) is used to formulate our cost function. The solution of the ILSQE problem is derived and it is shown how the solution can be computed efficiently and rigorously with a novel LAMBDA based method. Experimental results with various single frequency GPS receivers are given to show the effectiveness of the proposed method. The method is also compared with some current methods of GNSS attitude determination. Apart from its efficiency, the proposed method is shown to dramatically improve the success rates of integer ambiguity GNSS attitude resolution. Recommended by Editor Hyun Seok Yang. This research was supported by Basic Science Research Program through the National Research Foundation of Korea(NRF) funded by the Ministry of Education, Science and Technology (No. R11-2008-014-02001-0). The research of the second author was done in the framework of his ARC International Linkage Professorial Fellowship, at Curtin University of Technology, Perth, Australia, with Professor Will Featherstone as his host. These supports are greatly acknowledged. Chansik Park received the B.S., M.S., and Ph.D. degrees in Electrical Engineering from Seoul National University in 1984, 1986, and 1997 respectively. He is currently with the School of Electrical and Computer Engineering, Chungbuk National University, Cheongju, Korea. His research interests include GNSS, SDR, AJ, ITS and WSN. Peter J. G. Teunissen has 20 years of research experience in GNSS Positioning and Navigation. He is the inventor of the LAMBDA method for GNSS carrier phase ambiguity resolution. He is the Head of the Department of Earth Observation and Space Systems of the Delft University of Technology and a member of the Royal Netherlands Academy of Sciences.     

一种相位编码算法在气象雷达中的应用

描述一种被称为SZ相位编码的解距离模糊方法在脉冲多普勒气象雷达中的应用．首先给出了该方法应用到某气象雷达上所采用的系统框图；然后介绍了SZ相位编码的原理和编码序列以及基于这种编码给出了气象雷达解距离模糊算法的详细流程，并着重介绍了频谱重构的频域处理方法；最后给出了用该方法同时解出一次和二次气象回波的Matlab仿真，结果表明该方法对平均速度的估算较为准确．     

GPS和类GPS载波用于编队星座状态测量

为了确定编队星座的星间相对位置和卫星姿态,在原有联合GPS差分和类GPS伪距进行状态确定的研究基础上,进一步加入了类GPS载波差分信息。利用高精度的类GPS伪距给卫星间公里级的基线提供厘米级的约束,并采用Bayes最小二乘法快速解算出GPS星间载波单差整周模糊度；先由GPS伪距单点定位、GPS星内差分定姿获得卫星间相对位置、卫星姿态的先验信息,再采用Bayes最小二乘进行编队星座状态整体确定。数学仿真结果表明卫星间相对位置确定精度优于10~(-2) m,加入类GPS载波差分后能极大提高卫星姿态确定精度,使其优于10~(-5)rad。     

低成本GPS接收机定向系统研究

文章采用低成本的GPS接收机设计开发了一套精密定向系统;着重对GPS基线解算中整周模糊度的可靠性进行了研究,提出了姿态测量中三种特殊的有利条件,使得模糊度解算更加迅速和可靠;最后探讨了选用不同高度角参考卫星对定向结果的影响．并给出了试验结果。