伽利略／GPS组合系统定位算法研究

采用多卫星导航系统组合可提高导航定位的精度，但仿真发现Galileo／GPS组合系统的一般最小二乘算法定位精度反而不如Galileo系统。本文分析了该现象的原因，提出采用加权最小二乘和卡尔曼滤波的方法。仿真表明卡尔曼滤波方法定位精度最高，但存在计算量大的问题，对此提出基于选星的改进措施，在保证定位精度的前提下，使计算量得到有效减少。     

GPS与DTMB组合定位系统的改进选星算法研究

针对GPS卫星信号在楼群密集的城市和室内存在定位盲区而无法单独完成定位的难题,提出GPS-DTMB组合导航定位方法。在多源信号组合导航定位系统中,为了解决导航定位精度与运算复杂度间的矛盾,研究改进的加权行列式选星算法在GPS与DTMB组合定位系统中的可行性,与传统最小GDOP选星算法相比较,改进的选星算法具有运算复杂度低、计算消耗时间短的优点,并且对比分析在不同的组合卫星数目中,该算法与直接利用传统最小GDOP选星算法相比较的偏差大小,仿真表明,在15种组合卫星中,偏差小于0.1的概率在90%左右,能够得到满意的性能,证明了此方法的实用性。     

基于分段信噪比加权的GPS定位方法

在基于GPS的飞行器定位中,GPS卫星的情况与地面不同,传统的GPS选星算法有局限性.为了实现飞行器快速、可靠的定位,提出了一种新的基于分段信噪比加权的GPS定位方法.实验表明,相对传统选星算法,本方法的定位稳定性更好、精度更高、计算时间较短,能够满足飞行器快速、可靠定位的要求.     

GPS系统解的误差因素探究

由GPS卫星导航系统确定的位置与时间解的精度最终可表示为三维位置几何精度因子和站星伪距的测量误差因子之积。几何因子表示卫星与用户的相对几何布局对GPS系统解的误差的复合影响。一般地,将它称作卫星/用户几何布局相关的三维位置几何精度因子(DOP)。文章详细论述了影响GPS卫星导航定位的各种误差和几何精度因子的数学推导,揭示了GPS系统解的误差因素。     

GPS室内定位的虚拟卫星信号模拟系统

针对室内一般GPS接收机不能正确接收GPS信号的问题,该文提出了利用信号模拟技术产生虚拟卫星星座信号的系统,来实现室内定位。虚拟卫星在保持各卫星起点位置不变时,使不同时刻的卫星组成同一时刻的新星座构型。该虚拟星座与真实星座比较,减小了室内定位中由于卫星、室内天线和用户三点不成直线而产生的折线误差。开发了室内四通道卫星信号模拟器,播发了实验信号。接收机定位结果误差为米级,符合GPS精度要求。     

卡尔曼滤波在GPS定位误差处理中的应用

为满足地面运载工具管理现代化的需求,开发了动态定位信息管理系统。针对卫星定位信息误差形成的原因和组成,分析了几何精度因子在误差形成中的影响,在对误差分析的基础上提出了一种误差处理的数学模型,采用卡尔曼滤波的方法对误差进行处理。实验结果表明,该方法有效限制了GPS定位中存在地粗大误差,提高了定位精度。     

靶场移动式无线电测量设备位置定位误差自动修正方法研究

移动式无线电设备在靶场实际应用中位置定位误差对其系统误差具有潜在的影响。本文根据当前设备近似定位的实际，提出了一套位置定位误差自动修正方法，并利用现有标志数据和GPS卫星定位数据对该方法的可行性和修正精度进行了验证。该方法已实际应用于试验任务之中。     

参考椭球参数对卫星导航定位精度的影响分析

北斗卫星导航系统播发与GPS类似的16参数广播电文,实时向用户提供其在地心大地坐标系中的米级精度三维位置服务。本文的分析表明,虽然GPS系统维持的大地坐标系WGS84和北斗卫星导航系统维持的CGCS2000均与国际地球自转服务组织维持的国际地球参考系保持高度一致,但是WGS84与CGCS2000的参考椭球常数存在一些差异。首先总结WGS84与CGCS2000之间的参考椭球常数差异,分析该差异引起的北斗卫星位置计算误差和用户定位误差,结果表明该差异对于北斗用户定位授时的影响不可忽略。用户在使用北斗卫星导航系统进行位置确定时,需严格按照北斗接口控制文件中的规定进行计算。     

卫星导航空间信号用户测距误差评估方法

空间信号（SIS）精度是卫星导航系统的基本性能之一,而卫星的用户测距误差（URE）是SIS 精度的重要指标。基于轨道误差及钟差误差研究了GPS（全球定位系统）和BDS（北斗卫星导航系统）的SIS URE评估方法,并利用实测数据评估了GPS和BDS的SIS性能。验证结果表明：GPS的SIS URE均优于2.2 m,BDS SIS URE除GEO-01和GEO-04卫星外均优于2.5 m,符合GPS 标准定位服务性能规范（2008年）及北斗卫星导航系统公开服务性能规范（1.0版）对SIS URE的指标要求。     

一种新的卫星导航系统快速选星方法

 从几何精度因子(GDOP)与星座几何布局的关系出发,提出了用于多星座卫星导航系统的快速选星方法——几何布局选星法.该方法以满足定位要求为前提,按卫星在星座中均布为原则来进行选星.仿真结果表明,相对传统GDOP选星法,计算量减少99%以上,而GDOP满足要求,同时,选星数较少且简洁快速,有效满足了选星求解的实时性和精度要求.     

伪卫星增强GPS观测应用于形变监测的研究

GPS在水平方向的定位已经能达到很高精度，但受系统本身一些先天性因素的制约，GPS垂直方向定位精度较低，通常是水平方向定位误差的2～3倍。因此，进一步提高GPS测量定位精度，尤其是垂直方向上的定位精度，是GPS能够大规模应用于变形监测所亟需解决的一个关键问题。伪卫星定位技术为这一难题的解决指出了一个新的方向。本文对伪卫星技术的原理、特点作了介绍，并结合小东江大坝实例计算分析了采用GPS伪卫星技术提高垂直定位精度的效果。     

H∞滤波在GPS动态定位中的应用

针对GPS动态定位时模型误差增大的问题,提出了一种基于H∞滤波的GPS动态定位.该方法利用H∞滤波器的鲁棒性以减小由于"当前"加速模型产生误差.实例验证表明该方法在GPS动态定位时效果较好.与通常的基于"当前"加速度模型的卡尔曼滤波相比,原理易于理解,在实际中也很容易实现,减少了计算量且提高了滤波精度.     

一种GPS定位解算算法的研究

GPS 利用卫星发射的无线电信号，通过计算卫星与 GPS 接收机之间的相对位置， 进而确定出用户接收机在地球上的位置，可以为用户接收机提供实时的定位、测速和授时等服务。 通过使用最小二乘法，对 GPS 的定位解算算法进行研究，设计了一种基于最小二乘法的 GPS 定位解算算法。通过使用模拟源对所设计的 GPS 定位算法进行了定位解算试验验证，将定位解算结果与设定的模拟接收机位置进行比较，试验结果表明，该定位解算算法具有良好的定位效果。     

GPS多普勒差分测速算法

全球卫星定位系统(GPS)多普勒单点测速技术是单GPS天线测姿技术的核心,但其测速精度易受卫星速度误差、卫星钟漂、电离层延迟、对流层延迟以及飞行器位置误差等因素的影响。针对上述问题,提出结合GPS地面基准站卫导观测数据,对机载GPS多普勒观测量进行双差处理,从而得到GPS多普勒双差方程。求解该双差方程,能够有效缓解上述不利因素的影响,得到精度更好的飞行器实时速度。半实物仿真计算结果与跑车实验计算结果都表明多普勒差分测速精度大幅优于多普勒单点测速精度。     

桅杆型红外搜索系统测角精度的误差分析

红外搜索系统安放在车载桅杆上升高使用,可以提高系统的探测距离。但由于车载桅杆的误差引入,系统的测角精度误差会增大。本文对桅杆型红外搜索系统的测角精度误差来源进行了分类和估算,提出了一种利用双天线差分GPS和姿态测量设备进行全系统测角精度评估的新方法。工程实践表明,该方法不仅可以快速完成测角精度标定,而且标定结果和理论计算结果基本一致。     

基于曲线拟合的SINS/GPS紧密组合导航系统

在工程实际应用中,由于GPS、北斗等卫星导航系统的卫星信号传输、导航计算等均需要耗费一定的时间,当用户接收机输出导航信息时已经产生了延时。尤其对于高动态用户,这一输出延时现象将会导致严重的位置误差和速度误差。针对此,提出了基于曲线拟合的SINS/GPS紧密组合导航系统,解决了高动态时GPS延时问题对导航系统的影响,从而通过曲线拟合的方法保证了时间同步的精度。最后对改进后的系统进行了仿真验证,结果表明该系统的水平位置精度、速度精度均得到显著提高,验证了该方法的有效性。     

GPS/北斗组合卫星导航系统快速选星算法

为实现GPS/北斗组合卫星导航系统的快速选星,提出一种基于几何布局的快速选星算法。根据最优选星方案的卫星分布特点,利用卫星高度角和方位角信息实现卫星的区域划分,应用代价函数法对中仰角区域的卫星进行筛选,得到最终的选星方案。与最优选星算法相比,该算法计算量明显减小;仿真结果表明,该算法能将几何精度因子(GDOP)控制在小于2.5的范围内,具有较好的选星效果。综合考虑算法复杂度和选星效果,基于几何分布的快速选星算法能够满足航空航天等对精度和实时性要求较高的领域的需求。     

一种基于卡尔曼滤波定位解算方法的研究

GPS 利用卫星发射的无线电信号，通过计算卫星与GPS 接收机之间的相对位置，进而确定出用户接收机在地球上的位置，可以为用户接收机提供实时的定位、测速和授时等服务。传统接收机通过最小二乘法进行定位解算，接收机坐标容易发生较大的跳动。通过利用卡尔曼滤波原理，根据接收机的运动特点建立模型，利用每次导航解算结果之间的联系，对定位结果进行平滑，消除由于最小二乘算法结果相对独立而产生的定位抖动误差。通过定位试验结果表明，所设计的定位解算算法具有良好的定位效果。     

星载GPS定轨中精密GPS卫星钟差的改正和应用

低轨道卫星星载GPS精密定轨的最主要的误差源是在SA影响下GPS卫星钟的高频抖动。为了克服这一误差,本文分析了在SA影响下GPS卫星钟差变化的特性,探讨了利用GPS地面跟踪站的观测数据估算GPS卫星钟的可行性,建立了相应的算法和软件系统,并把由地面跟踪站的实测数据估算的GPS卫星钟差应用于星载GPS定轨计算,得到1m的定轨精度。     

临近空间伪卫星定位精度仿真分析

基于临近空间的伪卫星具有非常显著的定位优势,提出了基于临近空间飞艇定位的伪卫星方案。通过理论分析,设计了基于4颗伪卫星的最佳布局方案;通过仿真计算得到了伪卫星覆盖区域内各点的几何精度因子;通过对伪卫星的星历误差、星钟误差和对流层延迟误差等主要误差源的分析,计算得到了基于飞艇伪卫星的定位测距误差,并给出了伪卫星覆盖区域内用户的定位误差。仿真结果表明,基于临近空间的伪卫星具有较好的定位精度,可以满足区域导航定位的精度要求。