用于交会对接的载波相位GPS相对导航系统

精确确定两个交会对接（ＲＶＤ）的航天器之间的相对位置和相对速度是十分重要的，全球定位系统（ＧＰＳ）相对导航系统是一种适用于交会对接任务的导航系统，因为几乎在ＲＶＤ的每个阶段都能用ＧＰＳ实现连续的精确导航，本文提出了一种利用差分载波相位测量的增强型ＧＰＳ相对导航系统，这个系统的载波相位模糊解通过模糊估计滤波器在几分钟的即可解性，因此可以利用厘米级精度的相位测量技术把系统的相对定位粗度提高到优于１．０     

基于载波相位差分的GPS/DR组合定位算法研究

GPS技术由于具备全天候、全球性的定位能力,在当前的导航定位之中应用非常广泛。然而,GPS也会受到天气、地理位置等环境因素的影响,可能存在信号丢失或者精度不够的问题。文章提出了一种基于载波相位差分的GPS、航位推算技术(Dead Reckoning,DR)组合定位模式,并且针对基于载波相位差分的GPS、DR组合定位模式的特点,设计了一种适合于该种组合定位的算法,该新算法能够解决诸多的传统整周模糊度算法无法解决的问题,提高计算效率,提高导航定位精度。     

基于GPS定向测姿系统的研究

基于运动载体姿态测量实时性的要求,利用两个GPS模块同步接收卫星的载波相位观测量,运用GPS载波相位差分技术,对卫星数据进行二维遍历搜索,建立快速搜索的模糊度函数,以最小二乘法为基础计算出两个天线中心点的基线矢量长度,最后快速计算出相对基准的航向、横滚和俯仰角;通过实验证明在3 m基线下,航向精度达到1.5 mil,而且定向时间一般只需1 min左右;在6 m基线下,航向精度达到1 mil,定向时间只需60 s。     

主从式编队卫星相对导航方法研究

编队卫星间精确的相对位置和速度信息的获取直接影响主从式编队卫星任务的完成.针对传统的集中式滤波算法在实时性和可靠性上的不足,提出利用联邦滤波算法对差分GPS和微波雷达信息进行融合,获得了满足编队任务要求的星间相对导航信息.其中差分GPS导航信息根据主从卫星的GPS测量信息获得;微波雷达通过测量卫星间的相对距离和角度来估算相对位置和速度.仿真结果表明,联邦滤波算法结合了差分GPS和微波雷达的优点,克服单一导航设备可能出现大误差的缺点,有效提高了测量精度,对主从式编队卫星完成飞行任务具有重要意义.     

北斗系统中长距离载波相位差分性能的研究

全球对于北斗定位的研究已经愈来愈深入。文章利用实验仪器接收到的实际数据,对当前星座架构为5颗GEO卫星、5颗IGSO卫星的北斗系统的双频(B1,B2)载波相位差分的定位性能进行了分析,同时将实验结果与GPS载波相位差分的定位机能做了比较。由于外界环境以及基础设施对载波相位差分定位精度的影响,为了进一步优化定位准确率,减小乃至清除误差,采用多频观测测量的方式进行实验。文中对北斗系统、GPS系统及其组合系统在中长距离条件下载波相位差分定位效果进行了分析,从而对北斗系统中长距离载波相位差分的定位性能做出评估。     

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。     

基于北斗定位的铁路现场安全防护系统定位技术研究

为了解决传统铁路现场作业人员安全防护系统所暴露出的作业人员及列车位置信息不能及时实时获知、防护状态交互性缺乏等问题,提出一种基于北斗卫星定位技术的安全防护方案,通过卫星定位技术实时定位现场作业人员及列车的位置信息,传送给车站管理系统,经系统分析将相关信息传送至现场作业人员手持终端设备,根据实际情况发出列车预警信息,从而实现安全防护的目的。聚焦防护系统高精度定位技术,分析卫星定位原理、分类及高精度卫星定位算法原理,基于STC15W4K56S4单片机搭建定位数据采集系统,为验证定位算法的精度,借助串口调试工具在上位机对比2种高精度定位算法：载波相位差分和伪距差分的定位精度。试验结果表明,载波相位差分定位算法具有更高的定位精度,可达厘米级,完全满足铁路现场作业人员安全防护的定位需求。     

交会对接视觉相对导航系统半物理仿真

飞行器自主交会对接最终逼近段,通过视觉导航系统可以精确测量两飞行器在对接过程中的相对位置和姿态。根据飞行动力学建立相对导航观测模型和状态模型;设计基于微型可见光对接敏感器的相对导航算法;应用扩展卡尔曼滤波器(EKF),并采用simulink软件模块建立相对导航算法的模型;采用实验室的光电组合测量与相对导航系统成功的进行了地面半物理仿真。实验结果表明,导航半实物系统能够为两个交会对接航天器提供足够精度的相对运动状态信息。     

多模卫星组合导航滤波融合算法

为融合多种模式的卫星导航系统的信息,解决单一卫星系统存在的缺点,研究了多模卫星导航定位技术,提出了一种基于单元级融合方式的导航定位算法.首先,建立了北斗/GPS/GLONASS多模卫星组合导航系统的数学模型,然后为每颗卫星分别设计子滤波器,给出了联邦多重渐消记忆滤波融合算法.试验结果表明,该算法能灵活有效的利用多个卫星系统的卫星进行导航定位,提高了卫星导航系统的精度和可靠性.     

激光导航敏感器在自动交会中的应用

新型航天任务要求机载系统具备自动交会和对接的功能，开发，研制此类自动交会对接系统的关键在于如何准确获得追踪航天器与目标航天器之间的相对位置、相对速度、相对姿态及相对姿态角速度等状态信息。采用激光敏感器并配合以适当的导航滤波器就可得到所期望的导航精度。本文针对激光敏感器应用于自动交会对接测量系统，探索导航滤波器的结构组成，设计考虑及其运行性能，并以美国航天飞机的交会对接为实例，向读者提示导航系统的一