惯性辅助的单频GPS 整周模糊度快速求解

为改善法矩阵病态性,实现整周模糊度快速求解,提出惯性导航系统(inertial navigation system,INS)辅助单频GPS整周模糊度求解算法。将惯性伪距单差、GPS伪距双差、载波相位双差联立得到模糊度浮点解及其协方差阵,利用LAMBDA算法求解出整周模糊度固定解。分析引入惯性信息改善复共线性和病态性的原因,并利用GPS实测数据与仿真 INS数据进行实验验证。实验结果表明：INS辅助信息使得法矩阵条件数减小2个数量级,模糊度衰减因子下降55.81%,整周模糊度固定解求解的时间缩短75.44%,方法可行。     

惯性辅助的单频GPS整周模糊度快速求解*

利用单频GPS载波相位差分技术进行快速精密相对定位时,由于观测历元少,卫星空间分布变化缓慢,双差观测方程设计矩阵呈复共线性而导致法矩阵病态,使得整周模糊度无法固定。针对这一问题提出了惯性导航系统(INS)辅助GPS整周模糊度求解算法,将惯性伪距单差、GPS伪距双差、载波相位双差联立得到模糊度浮点解及其协方差阵,并用LAMBDA算法求解出整周模糊度固定解。分析了引入惯性信息改善复共线性和病态性的原因。最后利用GPS实测数据与仿真INS数据进行实验验证,结果表明INS辅助信息使得法矩阵条件数减小两个数量级,模糊度衰减因子(ADOP)下降55.81%,整周模糊度固定解求解的时间缩短75.44%,方法可行。     

电子干扰下GPS载波相位测量定位实现

文中提出 GPS 信号受到码干扰条件实现载波相位测量的一种方法。这种方法是将惯导伪距作为待定点目标位置的近似值,代入双差相位测量方程里,推导出误差项,通过最小二乘算法得到实数解的整周模糊度,再通过改进整周模糊度搜算法索找到正确的整周模糊度,得到载波相位定位。仿真结果表明,该方法可有效地联合惯导和 GPS 测量量,两者测量量相互补充,使定位精度达到厘米级。     

双频载波姿态确定系统中的模糊度研究

为了满足卫星动态测姿系统的速度和精度要求,提出了一种单历元整周模糊度解算方法.该方法利用现代卫星系统多频观测条件,组成双频宽巷组合观测值,用约束条件确定宽巷组合初始整周模糊度备选值,采用多种检验方法剔除错误的模糊度组合,最后求解出用于姿态解算的单频载波相位整周模糊度值.经实验仿真证明,该方法简单快速,克服了传统TCAR技术模糊度确定错误率高的缺点,提高了正确率,适合单历元姿态确定.     

高精度双频卫星导航接收机相对定位方法

面向高动态编队飞行器相对定位的应用需求,首先介绍载波相位差分相对定位的原理;然后分析整周模糊度解算方法,采用LAMBDA方法求解整周模糊度;在相对定位解算的过程中采用了共视卫星选择策略、备用基准卫星选择策略、周跳检测与修复等策略;通过接收机的实测参数证明本文采用这些措施的有效性,能够在静-静和动-动条件实现基于载波差分的相位定位,能够达到厘米级的相对定位精度。     

整周模糊度搜索空间确定方法研究

高精度GPS定位需要解算双差分载波相位的整周模糊度值。模糊度搜索空间的合理确定对整周模糊度计算的正确率和计算效率至关重要。通过比较几种常见的动态整周模糊度搜索方法,提出一种直接通过浮点模糊度方差阵确定整周模糊度搜索空间的方法。进行了基于实测数据的实验与分析。实验结果表明,该算法计算量小,且具有较高的正确率。该方法可使模糊度搜索效率得到提高,相应的定位精度明显改善。     

惯导辅助的动对动整周模糊度快速解算方法

针对北斗动对动相对定位中卫星信号极易受到外界环境的遮挡,导致整周模糊度无法快速、准确固定的问题,提出了惯导辅助的动对动整周模糊度解算方法。该方法利用两个运动运载体上的惯导的实时位置输出构造惯导伪距双差,并将其与载波相位双差进行组合,构造新的观测量和观测方程,再进行整周模糊度的解算。仿真实验结果表明,惯导信息的辅助使得模糊度浮点解误差明显减小,整周模糊度的固定时间缩短为16 s,相对定位精度达到厘米级,能够较好地实现动对动整周模糊度的快速解算。     

基于载波相位的高精度惯性组合导航系统研究

研究了一种利用GPS差分载波相位和惯导组合构成高精度组合导航系统的算法,建立了以载波相位双差观测量对惯导位置误差直接进行观测的数学模型,利用卡尔曼滤波器进行数据融合,可以达到厘米级的组合导航系统定位精度.同时,为了解决使用GPS载波相位观测量过程中出现的周跳问题,文中充分利用由该组合方案得到的高精度定位信息以及惯导在短时间内可保持高精度的特点,提出了迅速修复周跳和重新确定整周模糊度的方法,并通过仿真验证.     

推导了采用6个加速度构建无陀螺惯性导航系统的位置参数解算方程,分析了6加速度计的无陀螺惯性导航系统中加速度计对准误差与位置解算误差的关系,并推导出了位置误差的解析式。针对不同情况,通过仿真试验,发现对准误差对位置计算误差影响显著,且在相同对准误差条件下,位置解算误差随加速度计的安装距离增大而减少的特性。 基于载波相位的高精度惯性组合导航系统研究

研究了一种利用GPS差分载波相位和惯导组合构成高精度组合导航系统的算法,建立了以载波相位双差观测量对惯导位置误差直接进行观测的数学模型,利用卡尔曼滤波器进行数据融合,可以达到厘米级的组合导航系统定位精度。同时,为了解决使用GPS载波相位观测量过程中出现的周跳问题,文中充分利用由该组合方案得到的高精度定位信息以及惯导在短时间内可保持高精度的特点,提出了迅速修复周跳和重新确定整周模糊度的方法,并通过仿真验证。     

浮点编码的遗传算法在GPS姿态测量技术上的应用

基于单基线的GPS载波相位双差姿态测量模型,利用模糊度函数法,建立起适应度函数,采用十进制编码设计了能够避开整周模糊度的求解而直接搜索解算载体姿态的遗传算法模型.实测数据处理结果表明:静态条件下,航向解算精度达到0.30°(均方差),纵摇角解算精度达到0.40°(均方差),基线长解算精度达到0.30m(均方差).可以证明算法具有潜在的动态姿态实时解算能力.     

多天线GPS载波相位信息动态提取算法

提出了一种不依赖伪距信息的多天线GPS载波相位动态提取算法。利用天线切换法得到GPS载波相位整周期模糊度的初值,通过比较模糊度函数的大小得到载波相位信息的最终估计值。理论分析表明,文中算法复杂度较低,提取载波相位用时较短,并且不依赖于GPS系统的伪距信息;计算机仿真表明,文中算法无论是解算用时,还是定位精度,都取得了比最小二乘降相关法更好的性能;而且,文中算法在GPS/INS联合测姿系统中,也有很好的应用。     

差分GPS/SINS超紧组合在线标定与误差补偿方案设计

为了进一步提高GPS/SINS超紧组合系统的导航和误差标定精度,设计了一种基于载波相位差分的GPS/SINS超紧组合导航系统方案。一方面,超紧组合通过SINS对GPS跟踪环路的辅助,可以降低载波环路噪声带宽,减小码相关间隔,提高载波环和码环的跟踪精度;另一方面,载波相位提供高精度量测信息作为组合导航观测量,能够准确标定和补偿IMU常值误差,进一步提高了组合系统的导航精度。     

组合GPS/GLONASS加权单点定位方法

提出了一种基于验后估计法定权的组合GPS/GLONASS单点定位方法。研究表明 ,该方法理论上严格 ,实践上可行 ,比根据经验给GPS/GLONASS组合观测量值定权更合理。该方法可以推广到组合GPS/GLONASS伪距和载波相位相对定位。     

利用GPS载波相位的跟踪部位不一致修正方法

为提高外弹道测试中外弹道参数估计的精度,研究了利用非遥测和非弹道程序器数据的跟踪部位不一致的修正方法,阐述了利用GPS载波相位进行跟踪部位不一致修正的基本思想,结合外弹道测量的实际情况建立了以GPS载波相位双差数据为参数的修正模型,设计了相应的数据处理流程.仿真结果表明该模型和流程可行,该方法提高了外测系统数据的自处理和自鉴定能力.     

旋转干涉仪解模糊方法研究及实现

针对相位干涉仪估计波达角过程中的相位模糊问题,提出了一种新的基于旋转相位干涉仪解模糊的方法,对该方法的解模糊性能进行了仿真分析并和其它方法进行了比较,最后给出了测向系统的硬件实现方案.该方法解决了单基线干涉仪存在的视角范围和测角精度之间的矛盾,可在保证测向精度的条件下实现宽频带测向,并且只需两个接收通道,体积小.仿真结果及实际测向系统验证了该方法的有效性.     

靶场高精度脱靶量测量方案与仿真实现

针对靶场目前飞行器系统脱靶量测量存在使用条件的限制、不能满足试验要求的问题,提出一种将双天线分集接受、伪距差分测量和双频载波相位差分测量相结合靶场高精度脱靶量测量方案。在对靶场现有GPS脱靶量测量技术分析的基础上,设计了高精度的脱靶量测量原理图,并对其可行性进行仿真分析。仿真结果证明:该方法有效地提高了脱靶量测量精度,满足靶场高精度飞行器试验的测量要求。     

基于RAEKF和DGPS的航母姿态测量方法研究

针对现有基于差分GPS(differential global position system,DGPS)的定姿算法无法解决GPS信号受干扰时无解的问题,且容易受GPS数据中粗大误差的影响,提出一种基于自适应抗差卡尔曼滤波(robust adaptive extended Calman filter,RAEKF)和DGPS的航母姿态测量方法。研究载波相位差分GPS的测姿原理,详细分析现有定姿算法的原理并分别指出他们存在的缺陷,提出不受GPS数据缺失和粗大误差影响的RAEKF算法。结果表明,该算法能充分利用航母的运动信息,提高GPS定姿的精度和可靠性。