附有基线长度约束的模糊度搜索算法在GPS测姿中的应用

在用GPS天线组成的姿态测量系统中,需要快速精确地确定载波相位的整周模糊度.而GPS姿态测量系统能够事先确定基线的长度,所以根据LAMBDA算法提出附有基线长度约束的模糊度搜索算法,并用实例进行验证,分析该模糊度搜索算法在快速和精确方面的使用价值.     

车辆GPS/DR组合导航方法研究

车辆组合导航技术是解决车辆自主定位（AVL）的一个有效途径。本文介绍了车辆组合导航系统的原理,建立了采用速度观测量的定常加速度滤波模型,实验结果表明车辆组合导航定位系统的精度和可靠性得到很大提高。     

MTi微型测姿系统数据采集及测姿算法研究

提出了一种以FPGA微处理器为核心的SOPC系统,利用RS-232实现对荷兰MTi微型姿态参考系统数据的实时采集。微处理器对采集到的数据进行处理、提取和存储,以及数据转换。研究了陀螺仪和加速度计/磁力计组合测姿算法,利用加速度计与磁力计测量的姿态角适时地对陀螺仪所测的姿态角进行修正,有效抑制陀螺仪所测载体的姿态角误差的发散.     

非线性地磁/GPS/SINS组合导航方法

针对系统模型的特点,对平方根UKF算法进行了改进.改进后的平方根UKF与标准的平方根UKF相比,在保证状态方差非负定特性的同时,减少了滤波的计算复杂度.为了提高导航系统对姿态测量性能,针对姿态误差较大时线性导航误差方程无法使用的问题,推导出适用于大姿态误差角时的地磁姿态量测方程,并结合改进的平方根UKF算法设计了非线性地磁/GPS/SINS组合导航算法.利用Matlab对大姿态误差角时的非线性地磁/GPS/SINS组合导航系统进行了仿真.仿真结果表明,通过引入地磁姿态测量信息,非线性地磁/GPS/SINS组合导航系统可以直接观测载体的平台姿态误差,进而增强了组合导航系统对姿态误差的估计效果,且可以完成大姿态误差下的导航任务.     

基于自适应卡尔曼滤波的NGMIMU/GPS组合导航设计

由于加速度计输出动态噪声的存在,无陀螺微惯性测量单元(NGM IMU)导航误差随时间迅速累积.基于NGM IMU九加速度计配置方案,利用自适应卡尔曼滤波方法进行NGM IMU/GPS组合导航系统设计.滤波算法对滤波预测残差的大小进行判断,利用极大后验估计器推算出动态噪声和观测噪声的统计特性,克服了系统噪声统计特性不易确定的实际问题,使滤波器成为最优.同时进行了系统位移和角速度仿真,结果验证了自适应卡尔曼滤波方法的可行性.     

GPS/惯性组合导航系统的并行算法研究

基于导弹发射段ＧＰＳ／惯性组合导航系统模型,研究并行化滤波计算的平均算法、Ｕ－Ｄ算法及实现这些算法的阵列结构,满足组合系统的实时处理要求及提高算法的数值稳定性。     

利用积分比值的旋转弹体地磁测姿方法

针对目前大量常规弹药低成本姿态测试的需求,微惯性传感器存在的漂移特性不能提供长时间稳定姿态角的问题,本文提出了利用三正交磁传感器的积分比值姿态测试方法。推导了磁传感器输出信号之间的积分比值与弹体俯仰角的理论公式,采用多点的统计特征比值代替单点特征比值。对积分比值法进行了适用性分析,分析了积分误差及偏航角误差造成的俯仰角查表误差;通过仿真对比分析,在低信噪比情况下,积分比值法比三正交比值法的解算精度高了5倍左右。半实物实验结果表明:积分比值法的姿态角解算误差在±0.6°以内。该姿态解算方法抗干扰能力强,数据利用率和姿态解算精度高,是一种简单有效的弹体测姿方法,能够满足旋转弹体的姿态测试要求。     

GPS/陀螺组合对小卫星姿态的最优估计

小型和微小型卫星可采用陀螺和GPS姿态敏感器组成最小定姿系统，分析了利用GPS姿态敏感器输出的姿态信息作为观测值的级联滤波结构，提出了一种以减少GPS姿态敏感器输出的姿态滤波值作为组合推广卡尔曼滤波器观测值的频率与在线识别噪声相结合的滤波算法，并通过仿真验证了该姿算法的有效性。     

车载GPS/DR组合导航系统的数据融合方法研究

GPS/DR组合导航系统是非线性的,扩展卡尔曼滤波(EKF)可以利用线性化技巧将其转化为线性滤波问题,但这一过程会使得滤波结果出现很大误差。针对这一问题,将改进的粒子滤波方法(UPF),即将无迹卡尔曼滤波(UKF)与粒子滤波(PF)相结合,应用到GPS/DR组合导航系统中,避免了EKF的线性化近似过程,同时优化了PF算法,提高了定位精度。实验结果表明,与EKF和PF算法相比,UPF算法具有更高的鲁棒性和更好的定位效果。     

一种基于GPS单差模型的姿态解算算法

针对采用双差模型无法克服双差观测量的强相关性这一问题,以观测量不相关的单差模型为基础,提出一种可递归处理的定姿算法.该方法用码观测量辅助载波相位观测值,增加了信息量,通过递归估计模糊度浮点解及其方差协方差矩阵,从而可以利用LAMBDA算法估计整周模糊度.该算法计算量较小,且具有数值稳定性.实验结果表明,该算法的初始化时...     

二阶插值非线性滤波在卫星姿态确定中的应用

基于多项式插值近似,导出了具有良好实时性能的二阶插值非线性滤波算法,并将该算法应用于星光-陀螺模式下三轴稳定卫星的姿态确定中.这种姿态估计算法的实现非常简单,其运算量与传统的扩展卡尔曼滤波姿态估计算法相当,但滤波性能却与基于二阶泰勒级数近似得到的非线性姿态估计算法一致;而且,在二阶插值非线性姿态估计算法中,避免了由四元数正交约束所造成的协方差阵奇异性问题.     

利用GPS系统确定小卫星姿态的一种算法

研究利用GPS系统确定小卫星姿态的方法，是GPS系统在航天器上应用的重要研究内容之一。针对微小卫星利用GPS系统进行载波相位姿态确定时存在的整周模糊度快速确定及简化姿态确定算法问题，给出了一种整周模糊度的快速确定方法，井在此基础上探讨了一种姿态求解的方法。仿真结果表明，所给算法理论简便实用，能够较好地用于微小卫星的姿态确定。     

基于太阳能电池板的皮卫星最优姿态确定算法

为了提高皮卫星系统的设计冗余和可靠性,太阳能电池板可以复用为粗太阳敏感器.由于具有全空间视场,这一灵活的配置对周边光源有较强的敏感性,因此,在地球反照光干扰下,测量精度不高.在这一特定情况下,研究了改进的姿态确定算法,以提高卫星的姿态测量精度.根据反照光影响下电池板的实际输出情况,重新讨论Wahba问题,提出太阳能电池板定姿的新损失函数,并推导了该函数最小二乘意义下的最优姿态确定方法.与基于Wahba模型常用的四元素估计法(QUEST)相比,该模型的定姿算法具有更高的精度.蒙特卡罗仿真表明:该算法的平均定姿误差比QUEST小17%,误差标准差比QUEST小57%.     

GPS与加速度计融合桥梁变形信息提取模型研究

针对影响高精度全球定位系统(GPS)变形监测的多路径误差和观测噪声,建立基于经验模态分解的系统趋势分离与滤波去噪模型,改正GPS变形序列,构建带有正则化参数的加速度位移重构模型,分析GPS位移本征模态函数分量与加速度重构位移的相关性,通过加速度重构位移高频分量和GPS位移低频分量重构桥梁真实结构响应,达到提取桥梁变形信息的目的.模拟数据分析表明,基于经验模态分解(EMD)的滤波去噪能够有效削弱测量随机误差,不同噪声水平下,加速度重构位移信号均方根误差均小于1 mm,重构位移相似度达到98%以上.利用Wilford悬索桥实测数据进一步验证得出,提出的模型能够提高桥梁位移监测精度及可靠性,最大的桥梁变形达到2cm,提取到桥梁的振动频率为0.16,1.64,2.16及4.51Hz.     

GPS/电子地图车辆导航系统研究

介绍了基于GPS/电子地图的车辆导航系统.该系统利用模式识别方法实现地图匹配,并采用GPS接收机所记录的车辆行驶轨迹来更新道路,可以较好地校正GPS定位和显示误差.车辆行进实验表明:地图匹配和GPS更新算法可以使系统导航性能得到明显改善.     

Determination of Vessel Attitudes Using GPS

With the development of GPS carrier wave phase technology, it becomes possible that the height accuracy of centimeter level is got by GPS RTK technology. Vessel attitudes are very important parameters in marine survey. In this paper, they were determined by 4 GPS receivers. At the same time, the arithmetic and procedure of vessel attitude determining were given. Based on an experiment, some useful conclusions were obtained and the corresponding methods were put forward to improve the accuracy.     

Sigma-Delta微加速度计改进型梳状滤波器的设计

为了改善Sigma-Delta微加速度计中梳状滤波器的性能,提高输出信号的信噪比,通过调整梳状滤波器的零点位置,可以得到改进型的梳状滤波器.研究表明,改进型梳状滤波器在不同的零点位置,表现出不同的量化噪声过滤性能.于是,利用遗传算法可以快速的求出输出量化噪声最小时的零点位置最优值.并通过对比四阶梳状滤波器和改进型梳状滤波器的幅频特性,发现改进型梳状滤波器在折叠区域有着更快速的截止性能,因此这种改进型梳状滤波器比经典型梳状滤波器有着更好的量化噪声过滤性能.     

不同信号体制对GNSS定姿性能影响的分析

利用GNSS信号能够进行高精度的载体定姿,其算法性能受不同信号体制影响较大.针对这一问题,首先在GNSS单频单历元定姿算法数学模型的基础上,分析了算法性能与码和载波相位测量精度之间的关系,然后研究了不同信号体制对码和载波跟踪精度的影响,最后提出了评估信号体制对定姿性能影响的关键指标,并对其在不同信号体制下进行了仿真实验.仿真结果表明,该指标可以有效地评估不同信号体制下的定姿性能.