BP神经网络辅助的缓变故障双阈值检测法

针对传统$\chi ^2$检测法对惯性/卫星组合导航缓变故障检测效率不高的问题,提出一种基于BP神经网络辅助的缓变故障双阈值检测法.基于BP神经网络建立位置与速度子预测器,实现对卫星导航量测数据的预测,在此基础上根据预测精度提出双阈值的低检测门限,辅助残差chi^2检测法进行故障检测与系统重构.仿真结果表明,对于缓变故障,所提出方法能有效提高故障期间滤波精度、降低漏警率以及组合导航的可靠性.     

基于FPGA的卫星导航高精度定位系统设计

针对影响高精度定位的L2信号测量困难、存在多径效应等问题,分别利用Z跟踪法、MEDLL算法和改进的环路设计实现了载波相位的高精度测量;针对卫星导航（GNSS）接收机调试过程中环路参数多、不易观测等问题,设计了一种基带和定位部分的软件调试监测系统。高精度接收机和调试监测系统共同组成了卫星导航高精度定位系统。对该系统的测试结果表明,高精度接收机性能较好,精度在1cm范围内;调试监测系统达到了辅助硬件程序调试和数据监测的目的。     

低精度SINS初始对准/GPS双天线测向互辅算法

针对低精度捷联惯性导航系统无法实现航向角的自对准和全球定位系统双天线测向需要较长时间的初始化问题,研究了二者互相辅助的新算法．即利用SINS初始对准时的俯仰角信息和已知基线长度进行约束,通过搜索基线姿态角,在二次残差最小的条件下快速确定基线航向角,然后利用该航向角辅助SINS的快速初始对准．建立了互辅算法模型,论述了互辅原理,推导了相关公式．通过实验比较,验证了新算法的正确性及可靠性,30s内得到了0.2°的俯仰角和航向角误差,100s内实现了低精度SINS的初始对准,且算法简单,实用性强．     

一种改进型的GPS单频整周模糊度快速解算方法

针对高精度的快速定位中观测矩阵存在病态性问题,研究了单频GPS整周模糊度快速解算方法。依据Tikhonov正则化原理和奇异值分解(SVD)的扰动性质,设计了SVD分解的改进算法,避免了因较小奇异值发生较大抖动而使正则化矩阵出现不稳定的情况;在分析法矩阵病态性特点的基础上,设计了正则化矩阵的构造方法,并从理论上证明了其优越性。实验结果表明,与传统方法和Tikhonov正则化-LAMBDA法相比,新算法能更有效地改善法矩阵的病态性,只利用3～5个历元即能实现模糊度浮点解的快速解算及其固定,且结果可靠,浮点值更加接近真实值。     

DGPS/SINS紧组合进近着陆技术研究

针对传统着陆引导设备机动性能差而较难满足应急保障需求的问题,结合飞机进近着陆阶段对导航参数需求的特点,研究了基于DGPS/SINS紧组合的连续导航保障方案。卫星信号良好的情况下,通过建立差分基准站并将基准站的伪距等观测数据传输到流动站,在接收终端进行DGPS和GPS/SINS紧组合算法的处理;卫星信号丢失情况下,将SINS输出的速度信息作为观测量,进行载体相对位置的航路推算,可以获得飞机着陆阶段所需要的导航参数。实验结果表明,该方法可以有效获取飞机进近着陆阶段连续的具有较高精度的相对位置、速度和姿态参数,具有一定的实用价值。     

输入为角速率的圆锥误差补偿算法

在捷联系统中将角速率转换成角增量,再利用传统的基于角增量的圆锥误差补偿算法解算姿态会使精度下降、计算量增大。针对此问题,推导了以角速率为输入的圆锥误差补偿算法,详细推出了三子样算法的具体形式,并在圆锥运动条件下对算法进行优化,进一步提高了算法的精度和可靠性。在典型圆锥运动条件下将所提算法的解算结果和解析解做了仿真比较,结果表明算法有效可行,且优化后的算法精度更高。     

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。     

基于值域的GNSS姿态测量改进算法研究

针对基于值域的全球卫星导航系统（GNSS, global navigation satellite system）姿态测量方法没有考虑搜索域相关性而造成初始化时间长、搜索范围大的问题,提出了一种模糊度反约束值域搜索的改进方法。首先推导了固定基线长度条件下模糊度搜索空间,然后利用较小的2个搜索空间及其与俯仰角、航向角的关系重新确立了二维搜索域组合,最后根据值域搜索在基线二次残差最小情况下确定整周模糊度。实验结果表明,该算法充分利用了搜索域的相关性信息,减小了搜索空间,并将初始化时间缩短到40 s以内。     

SINS/GNSS/CNS组合导航自适应容错联邦滤波方法

针对子系统发生缓变故障会影响联邦滤波器精度的问题,分析了信息分配因子对子滤波器精度和鲁棒性、全局估计精度以及故障检测效率的影响.在此基础上,研究了一种自适应容错联邦滤波方案.通过对量测噪声阵进行自适应调节来降低未检测出来的故障信息对故障子滤波器和全局估计精度的影响,进而提升无故障子滤波器的精度和系统重构能力;根据子滤波器故障检测函数值来动态调节信息分配因子,可进一步提升故障检测效率.仿真结果表明,相比于传统的容错联邦滤波,该方法能有效降低故障信息对滤波精度的影响,具有较高的全局估计精度.     

一种载波相位动态相对定位精度验证方法

针对动态条件下用户较难验证其接收机载波相位相对定位精度的问题,提出了一种载波相位动态相对定位精度验证方法,即用两个移动站之间的解算基线长度与真实基线长度的差值来间接反映载波相位动态相对定位的精度.仿真结果表明该验证方法有效可行且有效性在94％以上,静态实验结果进一步表明了该方法的有效性,跑车实验验证了载波相位动态相对定位精度为厘米级.