基于FFT算法的GPS信号快速捕获方法研究

在分析基于FFT算法的GPS伪码的快速捕获新方法的基础上，通过传统的时域二维串行码捕获方法和基于FFT算法的GPS伪码的捕获新方法所需要的运算次数的比较，在理论上论证了新方法伪码捕获速度得到提高的正确性和可行性。采用System View软件仿真实验验证了基于FFT算法的GPS伪码的快速捕获新方法理论的正确性，得出新码捕获方法较传统的码捕获方法得到捕获速度提高的结论，为GPS接收机适应高动态环境做了理论探讨。     

双块零扩展截断相关的长码信号快速捕获算法

针对长周期伪码捕获引发的军事通信信号捕获速度受限、效率低等问题,从时域快速捕获角度出发,提出了一种双块零扩展截断相关的长码信号快速捕获算法。该算法利用复序列频谱的非对称性进行截断预处理;结合双块零扩展与圆周移位进行分块相关以减少运算量,提高捕获速度;采用能量补偿改善环境适应性,从而有效实现二维快速捕获。仿真结果表明,新算法的捕获速度及环境适应性优于传统的时域捕获算法。     

INS辅助的GPS接收机快速捕获技术研究

GPS信号的快速捕获是设计高动态GPS接收机所必需解决的一项关键技术。在高动态环境下,载体和GPS卫星之间的高速运动使信号产生很大的多普勒频移,同时由于频域带宽的增加,使频域搜索点的个数增多,给接收机快速捕获带来了困难。在分析了传统捕获方法的基础上,研究了在惯性信息辅助下进行快速捕获的方法,结果表明在高动态环境下采用惯性信息辅助GPS接收机捕获的方法可以明显的减少接收机捕获的时间,提高接收机的捕获性能。     

实时软件接收机伪码快速捕获技术

为开发实时GPS软件接收机,文中首先分析了目前伪码并行捕获方法中系统复杂度和捕获速度之间的矛盾,设计了基于FFT的循环相关并行捕获算法.针对弱信号环境下低信噪比的情况,研究了适合该算法的解决方案,并提出改进的捕获算法,理论分析与实验结果证实了该方法在弱信号环境下具有较好的捕获性能,并能大幅度减少捕获时间.     

SINS/GPS超紧致组合导航系统设计及分析

在GPS软件接收机和SINS辅助GPS跟踪技术的基础上,提出了一种SINS/GPS超紧致组合导航方案。该超紧致方案在GPS软件接收机的捕获环节中加入了基于相位估计的精细捕获算法,从而提高了频率捕获精度,省略了频率跟踪牵引过程;在信号跟踪环节中,利用SINS位置、速度信息与卫星参数,求取接收机与卫星之间的径向距离和径向距离率,为码环、载波环提供辅助,从而降低了载体动态变化对跟踪环的影响,提高了跟踪环的动态跟踪性能;同时,降低载波环噪声带宽,减小码环相关间隔,从而提高了载波环和码环的跟踪精度。     

伪卫星辅助惯导定位精度研究

文中设计了一种在平面上利用两颗伪卫星进行辅助惯性导航的算法并进行了仿真计算.两颗同步伪卫星发出伪距信息,通过接收机接收到的伪距信息的变化来对惯导进行校正,从而满足导航的定位精度要求,达到精确导航的目的.     

一种惯性/GPS伪距/伪距率组合导航算法

紧组合技术是当前惯性/卫星组合导航技术的发展趋势,而惯性/卫星伪距/伪距率组合导航算法是紧组合技术的基本算法。本文提出了一种惯性/卫星伪距/伪距率的组合导航算法的实现方法,并采用惯导和接收机的动态数据进行了离线仿真,仿真结果表明,本文提出的伪距/伪距率的组合导航算法直接采用接收机测量的伪距、伪距率信息作为观测量,能够准确估计惯导误差,消除了量测输入的相关性问题,尤其是在GPS卫星数为2时仍能保持较高的导航精度,为惯性/卫星紧组合技术的进一步研究奠定了基础。     

一种惯性/GPS伪距/伪距率组合导航算法

紧组合技术是当前惯性/卫星组合导航技术的发展趋势,而惯性/卫星伪距/伪距率组合导航算法是紧组合技术的基本算法.本文提出了一种惯性/卫星伪距/伪距率的组合导航算法的实现方法,并采用惯导和接收机的动态数据进行了离线仿真,仿真结果表明,本文提出的伪距/伪距率的组合导航算法直接采用接收机测量的伪距、伪距率信息作为观测量,能够准确估计惯导误差,消除了量测输入的相关性问题.尤其是在GPS卫星数为2时仍能保持较高的导航精度,为惯性/卫星紧组合技术的进一步研究奠定了基础.     

自适应检测窗伪码捕获算法

针对长伪码序列捕获中滑动串行捕获算法计算复杂度过高的问题,提出了一种自适应检测窗伪码捕获算法.该方法通过在不同信噪比条件下自适应构建检测窗,快速确定其在接收伪码序列中的位置信息,直接生成与接收伪码序列粗同步的本地伪码序列,完成捕获.仿真结果表明该方法大大降低计算复杂度并能在低信噪比条件下稳定工作.较之滑动串行捕获算法,该方法有更低的硬件实现复杂度,易于工程实现.     

一种高可靠GNSS接收机位同步算法

位同步技术是GNSS接收机技术的重要组成部分,位同步错误会导致接收机伪距解算错误及无法正确解调电文。针对弹载GNSS接收机的高可靠性要求,提出了一种高可靠GNSS接收机位同步算法,对最大似然位同步算法进行了改进。在非相干积分过程中等间隔提取中间结果进行观测,综合多次观测结果和最终非相干积分结果进行位同步判断。数值仿真与分析表明,在弱信号情况下,在不增加估计时间的前提下,可以大幅度减小错误同步概率,对于提高弹载GNSS接收机可靠性有着重要意义。     

基于双联邦UKF算法的组合导航数据融合方法

为了提高组合导航系统数据融合的精度和容错性,提出一种双联邦UKF组合导航数据融合方法.采用双联邦UKF滤波器的算法将JTIDS相对导航技术与成熟的GPS/INS/DVS组合导航技术相结合组成新的双联邦UKF组合导航数据融合算法.联邦UKF算法将UKF算法和分散式滤波技术相结合,精度高容错性好,JTIDS相对导航技术精度高抗干扰能力强.主滤波器1对GPS/INS/DVS组合导航信息进行融合后与JTIDS相对导航信息在主滤波器2中融合,提高了组合导航系统的可靠性和容错性.数值仿真实验表明,该算法性能优于单纯采用联邦GPS/INS组合导航算法是一种理想的组合导航滤波方法.     

固定翼鸭舵式双旋弹的制导控制算法研究

从降低制导武器成本和体积的角度出发,在 GPS接收机和 x轴陀螺仪等少量信息的基础上,根据双旋弹的抛物线飞行特性,提出一种基于调整固定翼鸭舵控制力矢量方向进行弹道修正的制导算法。此种制导方式并不需要精确的弹体姿态信息,通过 GPS接收机数据估算弹体的当前姿态,并通过弹体的静稳定裕度保证飞行稳定性,实现落点偏差的有效修正。最后在分析姿态信息采集算法的误差范围的基础上,对制导控制算法的适用性进行了分析与验证。     

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。     

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。     

GPS在消防指挥系统中的应用

基于GPS的消防数据采集和车辆监控系统.其消防数据采集系统采用C/S结构,利用GPS采集器实地采集消防栓、水源点及消防重点保障单位位置、状态及属性等信息,通过GPRS网络将数据实时传送到指挥中心数据接收处理服务器.服务器对数据解码处理后,将其保存在数据库系统中.用户可通过数据管理系统,显示、编辑和查询采集的信息.车辆监控系统则由车载信息、监控中心和数据通信系统组成.     

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。     

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。     

UUV靶场试验非同步水下被动声学跟踪算法

在无人水下航行器（UUV）正式投入使用前,需要一系列的海上考核与验收,传统的合作式目标水下测量方法不利于远距离目标航行轨迹的监测。该文提出了一种新的靶场UUV水下跟踪方法,利用全球定位系统（GPS）确定初位置,并利用UUV上的固定连续声学发射频率信息,采用伪线性Kalm an滤波进行UUV运动状态参量估计,对UUV进行了跟踪,给出了运动状态跟踪算法,并进行了仿真研究,研究结果表明,该方法可以很好地跟踪水下UUV的运动轨迹。     

用GPS技术实现试验数据同步采集

根据有关试验方法，武器系统的数据采集设备和基地的真值测量设备要完成数据同步采集工作。以GPS系统实时时钟为基础，通过对绝对时标加以处理，以无线方式实现了不同站点之间的实时数据采集。通过在数据采集计算机内设置高分辨率的实时时钟，以及用实时操作系统替代传统的同步控制装置，将高精度计时信息叠加到所采集的数据中。GPS同步时标技术的原理是，利用GPS秒脉冲和绝对时标，定时对同步控制系统进行校准，对数据采集计算机外部事件发生时刻进行标准时间读数标注，从而保证同步控制系统的时间精度。试验表明：该技术测试系统性价比高、配置灵活，具有较好的推广使用价值。