车载GPS/DR组合导航系统自适应信息融合算法研究

结合全球定位系统(GPS)和航位推算(DR)两种定位方式的优点,构建了基于卡尔曼滤波的自适应联邦滤波算法,实现陆地GPS/DR组合定位系统的数据融合;针对DR子系统的强非线性和扩展卡尔曼滤波算法带来的较大线性化损失,并结合机动加速度均值自适应算法,设计了一种基于U-D分解的自适应迭代卡尔曼滤波算法,更有效的减少DR子系统线性化带来的误差损失,提高定位精度;与同仿真环境下,DR子系统采用扩展卡尔曼滤波方法作了比较,结果表明该信息融合算法能更有效解决DR子系统的线性化误差问题,整个系统数据融合精度更高.     

一种新型的GPS/DR组合定位系统数据融合算法

全球卫星定位系统定位和测速精度高,具有全天候、全球性且基本不受地域、时间限制,但常因为某种原因出现GPS卫星信号丢失情况,航迹推算算法正好能弥补这个问题,将两者结合可以很好地解决定位问题.传统的数据融合算法-卡尔曼滤波算法,在参数选择上要求较高,选择不当即导致较大误差,影响算法效果.建立了GPS/DR组合定位系统的模型,提出了一种新型实用的自适应扩展卡尔曼滤波算法和DR单独定位算法结合的定位算法.通过实际跑车实验,结果表明,较之传统的卡尔曼滤波定位算法,该算法实用性好,而且能很好的满足系统的定位精度及可靠性等方面的要求.     

基于渐消记忆自适应Kalman滤波的GPS/DR数据融合

针对标准的卡尔曼滤波器对系统模型依赖性强、鲁棒性差,而GPs/DR系统的精确系统模型难以建立的问题,提出了一种渐消记忆自适应联邦卡尔曼滤波器.融合了自适应联邦滤波算法和SageHusa自适应滤波算法,估计变化的系统观测噪声方差阵,使之更符合真实的模型,并有效对GPS的定位数据的传统算法的发散得到收敛,提高组合定位的精度.计算机仿真结果表明了该算法的可行性和有效性.     

DR/GPS组合导航非线性自适应信息融合算法研究

针对实际工程中组合导航系统采集数据融合处理问题,建立了系统实测数学模型,提出了基于非线性系统的自适应信息融合算法,将系统未建模部分及高阶项作为噪声项与状态向量进行耦合估计,改善滤波算法对模型误差以及噪声假设的敏感性,通过仿真对比验证算法改进前后的效果,并用于DR/GPS组合导航系统。实验结果表明提出的数据融合算法能够提高系统的精确性,具有一定的实用价值。     

不需辅助信息的室内GPS信号捕获算法

弱GPS信号的捕获要花费大量的时间。减小捕获时间能改善GPS接收机冷热启性能,同时保证送给跟踪程序的捕获结果是准确、可靠、及时的。差分相干的联合检测算法可以不需要辅助数据,在200ms内捕获到-177dBW的GPS信号,且避免了FFT操作。提出一种基于差分相干的自适应门限捕获算法,其接收门限能根据接收卫星信号功率进行自适应调整,且满足系统设定的误捕率。     

GPS/DR与电子地图匹配的定位研究

单一的GPS车载定位会因为地理环境等原因在一定范围和时间内失效或定位不连续,针对这一局限性,提出了一种采用GPS/DR与电子地图匹配的定位算法;该算法是把车辆轨迹与数字地图模块提供的路径相比较,通过匹配过程来确定车辆关于地图的最大可能位置;该算法不仅克服了GPS信号在盲区间断或失效的缺点,也避免了DR定位误差随时间的不断积累,提高了定位精度和系统的可靠性。     

具有DR算法的GPS技术及其应用

传统的GPS定位技术在定位卫星信号接收差的场合工作不可靠,通过DR算法可将GPS信号进行修正和补充。介绍了DR算法的原理、GPS定位系统的系统架构、用户终端的组成、软件流程以及整个系统的功能。此系统较单一GPS定位系统性能更加可靠。     

一种基于DR/GPS/MM的组合定位系统数据融合算法

针对盲区中使用INS惯性导航系统进行定位存在误差积累的问题,提出一种基于DR航位推算、GPS全球定位系统和MM地图匹配的组合定位系统数据融合算法。该算法利用GPS和MM中得到的位置信息,一方面用于更新DR的定位信息,另一方面用于修正陀螺仪比例因子和里程表比例因子等参数,提高定位精度,防止DR系统推导的车辆定位误差的积累。通过MATLAB进行仿真实验,验证了此算法的有效性。实验结果表明,此算法可以有效约束INS的误差积累,提升导航系统的性能。     

GPS/DR组合导航FAIMM滤波算法仿真研究

研究GPS/DR组合导航滤波问题。GPS/DR组合导航系统量测噪声统计特性随载体机动发生变化导致传统滤波算法滤波效果下降,针对此问题,提出了一种模糊自适应交互式多模型(Fuzzy Adaptive Interacting Multiple Model,FAIMM)滤波算法,将模糊自适应无迹卡尔曼滤波(FAUKF)与交互式多模型无迹卡尔曼滤波(IMMUKF)相结合,不需要预先设置模型集就能实现对载体量测噪声模式的覆盖。仿真结果表明:改进算法能够实时调整滤波器量测噪声参数,适应组合导航系统量测噪声变化,得到了与模型集完备的IMMUKF相当的导航滤波效果。     

基于GPS与地图匹配的铁路运输安全监控技术研究

列车运行途中环境复杂,监控与定位难度较大,由于单一的GPS车栽定位会因为地理环境等原因在一定范围和时间内失效或定位不连续,针对这一局限性,采用GPS／DR与电子地图匹配的定位算法不仅克服了GPS信号在盲区间断或失效的缺点,也避免了DR定位误差随时间的不断积累,提高了定位精度和系统的可靠性。可应用于铁路运输安全,为物资押运列车提供优质的监控。     

新的全球定位系统弱信号高灵敏捕获算法

通过对弱信号条件下的全球定位系统(GPS)捕获算法的分析,建立了相干累加—非相干累加结合捕获算法的信号模型及检测概率模型。为了提高强弱信号并存时GPS卫星信号的捕获性能,提出一种采用序贯概率比检测方法的GPS捕获算法。对该方法和相干累加—非相干累加算法的检测概率、时间复杂度进行了分析比较,并进行了仿真验证。通过理论分析和计算机仿真,证明该方法在保证较高检测概率性能情况下,可以有效地缩短强弱信号并存时的检测时间,提高对GPS弱信号的捕获性能。     

GPS信号中断时惯导芯片的位置信息感知系统设计

基于惯性导航芯片ADIS16003,在GPS信号中断的情况下,详细设计和验证了模拟GPS系统,实现了移动物体当前GPS信息的推算。系统采用FPGA驱动ADIS16003的SPI接口,依靠惯导原理获取移动物体实时加速度,并以外部中断方式通知DSP从EMIF接口读取。DSP利用信号中断前的有效GPS信息,通过相关位置检测算...     

导向定位测序数据的甲基化序列比对算法优化

导向定位测序(GPS)是一种全基因组DNA甲基化检测的新测序技术,产生的测序数据具有成本低、没有序列偏好等优势.目前,甲基化分析中最重要的一步是将其测序产生的序列比对到参考基因组上.但是,现有导向定位测序的方法使用Smith-Waterman进行局部序列比对,时间消耗过大且容易对序列比对位置产生误判.因此,提出一种导向定位测序数据的改进比对算法,该算法利用其双端测序的优势,先用甲基化序列端数据进行序列比对,对多位置匹配的序列再利用常规数据端数据进行比对位置确定.实验结果表明:本文方法和现有方法的准确率相当,而具有更高的唯一比对比率,时间性能有3倍以上的提升.     

GPS信号串行捕获算法研究

传统串行搜索算法在时域内对所有可能的频点和相位进行串行搜索,搜索的过程只需要加法和乘法运算,无论是在硬件还是软件中都容易实现,在GPS接收机设计中得到大量应用.但由于串行搜索算法在实际接收机中实现时,捕获过程需要大量的相乘、累加运算,需要较长的捕获时间.文中从降低相乘和累加运算个数入手,提出一种改进算法,使得捕获速度得到明显提高.利用MATLAB分别对传统的和改进的算法进行了算法仿真;根据信号捕获理论结合仿真实验结果,对两种算法进行了比较和分析,认为改进算法可以有效的应用于GPS信号捕获,而且提高了捕获的速度.该算法时于其它系统的伪随机码捕获也是适用的.     

船载时间统一系统GPS跳秒问题研究与改进

介绍了船载时间统一系统的组成和GPS模块的工作原理。指出了现有时间统一系统存在的GPS跳秒问题。针对船载时间统一系统GPS跳秒问题,建立FTA故障树分析模型,分析故障底事件,定位了GPS跳秒问题的故障部位是GPS定时接收机,并深入分析GPS接收机关于闰秒的相关原理,进一步精确定位了GPS跳秒问题的原因是GPS接收机的闰秒修正软件算法存在缺陷。为了解决该问题,采用在GPS解码程序中增加GPS跳秒检测机制的方法,检测GPS芯片是否发生跳秒现象来避免产生器误同步,从而避免GPS跳秒问题导致的系统时间异常。通过搭建GPS模块程序验证平台和设计GPS验证测试软件进行测试,结果表明改进后的GPS解码程序在检测到GPS定时接收机跳秒后,能使GPS定时接收机复位,并设置GPS信息不可用,避免产生器误同步,从而有效解决了GPS跳秒问题。     

GPS检测算法性能和仿真研究

弱信号检测算法是高灵敏度GPS定位的核心,对低信噪比环境下的相关累加结合非相关累加、圆周相关累加以及差分相关累加捕获算法进行了理论分析,对信号捕获流程进行了讨论,重点对算法捕获性能进行了仿真。根据理论分析和仿真结果可以看出,所讨论的几种算法都能够在一定程度上提高接收机的捕获灵敏度,差分相关累加捕获算法更适合检测低信噪比环境下的GPS信号。     

GPS软件接收机捕获跟踪算法研究与仿真

本文对GPSL1软件接收机的捕获跟踪算法进行了研究。GPS信号的捕获分别采用时域滑动相关捕获方法和频域快速捕获算法，通过分析比较认为频域快速捕获算法计算量大为减少；在GPS信号跟踪中，采用非相干延迟锁定环（DLL），锁相环（PLL）实现对GPS信号的跟踪。     

基于回算机制的GPS/INS时间延迟处理方法

针对组合导航中由于GPS时延而导致的定位精度下降的问题,提出了一种适用于低成本制导炸弹的时延处理方法.该方法在GPS数据输出延时过程中,利用预设存储器存储数据,基于回算机制完成GPS信息更新时刻的数据融合、GPS数据输出时刻的导航输出,减小时间不同步对组合导航数据融合的影响.该回算机制可控制计算量,不增加程序复杂性,适用于GPS数据丢失或异常等多种情况.针对回算机制提出了一种工程实践中的计算优化算法,在回算时取消卡尔曼滤波计算中的时间更新环节.该计算优化可节约回算过程的计算时间,避免整体数据延迟,同时不影响导航定位精度,可满足短时间内的低成本组合导航系统要求.靶试结果验证,时延处理方法及计算优化算法适用于低成本制导炸弹,具有一定的工程实用性.     

高灵敏度GPS软件接收机开发平台

介绍了GPS软件接收机开发平台的软、硬件结构,重点阐述了基于频域的捕获算法和基于时域的跟踪算法,对导航数据的解调、同步、卫星的星历获取、用户位置解算以及信号仿真模块等做了简单描述,并利用实测数据进行了验证。实验结果表明,开发平台的几何定位精度因子PDOP=2.3534,与传统的硬件接收机相当。开发平台还可以产生多颗卫星、不同中频频率、各种多普勒频移和不同C/A码相位的GPS仿真信号,用于对GPS软件接收机的捕获算法和跟踪算法进行研究和验证。目前采用的捕获算法可以捕获信噪比为-37dB的微弱信号,相对于常规的-19dB的信号门限,灵敏度提高了18dB。     

基于基站辅助的电力5G终端GPS欺骗检测

电力能源的安全在国家安全中占有重要的地位.随着电力5G通信技术的发展,大量电力终端产生定位需求.传统GPS定位方法存在易受欺骗的问题,如何有效提升GPS定位的安全性成为一个亟待研究的问题.本文提出了一种基于基站辅助的电力5G终端GPS欺骗检测算法,利用安全性较高的基站定位来检验可能被欺骗的GPS定位,并且引入了一致性因...