北斗及其与GNSS组合的定位性能分析

结合我国北斗全球卫星导航系统BDS的建设需求,对现阶段北斗区域服务系统BD2和未来BDS以及多星座GNSS组合的定位性能进行分析是十分必要的。针对BD2,通过仿真和实测数据两种方法分别对BD2,GPS/BD2和GPS/BD2/GLONASS进行了分析,分析结果表明BD2完全满足北斗公开服务性能规范中的定位性能要求,而且随着星座数的增加,定位性能逐渐增强,加入GLONASS后对高纬度区域定位性能的改善尤为明显。针对BDS,主要通过仿真的方法,对BDS和未来四大全球导航系统组合进行了分析,分析结果表明,未来BDS仍然对亚太地区的定位性能有明显的增强效果,而且未来BDS在其他地区的位置精度因子(PDOP)平均值也达到1.2~1.6,此外,未来四大导航系统组合对极区的定位性能改善较为明显。     

BD2/GPS信息采集与处理系统的研究

我国自主研制的北斗二代卫星导航定位系统已具备区域导航定位的能力,文中以BD2/GPS双系统导航接收机为研究对象,研究BD2/GPS双系统接收机的通信协议,给出BD2/GPS双系统接收机的数据采集方法,详细设计了基于VC++的BD2/GPS接收机信息处理与分析软件,并给出其软件流程,研究了接收机定位性能的评价指标,并提取BD2/GPS联合定位时的状态参数以及精度因子。同时,实现了计算机对BD2/GPS双系统接收机的设置与控制。通过实际测试和调试表明:设计的BD2/GPS接收机信息采集与处理系统工作稳定,界面友好,扩展性强,可用于对BD2/GPS双系统接收机定位性能进行分析。     

GPS／BD2双系统联合定位算法分析与测试

分析了基于KALMAN滤波器的双系统联合卫星定位算法,并利用自主研发的GPS/BD2双模接收机实现了单GPS、单BD2和GPS/BD2双系统联合定位。在杭州地区的实际信号对比测试结果显示,相对于单系统而言,GPS/BD2双系统联合能够显著提高接收机性能;长时间统计说明单BD2的定位精度也能达到与单GPS系统相当的水平。     

双模电离层闪烁监测系统设计与实现

伴随着北斗卫星导航系统的发展成熟,采用多个卫星导航系统可以获得更多的观测卫星进行电离层闪烁监测,极大提高监测的性能,因此利用GPS系统与北斗系统结合进行电离层闪烁监测成为趋势。文中介绍了所研制的GPS/BD双模电离层闪烁监测系统,它可以实时地监测分析GPS卫星L1/L2频点与北斗卫星B1/B2频点信号的电离层幅度闪烁指数和电离层相位闪烁指数,并可显示和存储各项观测数据。文中对电离层闪烁监测系统的硬件、系统嵌入式软件和电离层闪烁监测上位机软件的设计进行了介绍,对消趋势滤波器的设计和闪烁指数的计算进行了详细的讨论,并在最后给出了系统运行测试结果。     

BDS/GPS/GAL智能手机RTK动态定位算法

针对Android智能手机GNSS信号脆弱、抑径能力较差、观测值易出现粗差和周跳的问题，为了实现智能手机BDS/GPS/GAL高精度定位，提出一种不确定度联合高度角的随机模型确定观测值噪声矩阵的卡尔曼滤波参数估计算法和观测数据质量控制方法，采用验前与验后联合检测的手段进行数据预处理。静态试验结果表明，小米8及华为P40智能手机GPS/GAL/BDS组合定位模式E/N/U单方向精度均优于0.3 m。小米8智能手机GPS/GAL/BDS组合定位模式的平面定位精度相较于GPS、BDS和GPS/BDS分别提升了33.5%、80%和27.5%。与小米8智能手机相同，华为P40智能手机GPS/GAL/BDS组合定位模式的平面定位精度相较于其余3种定位模式分别提升了42.3%、27.5%和12.8%。动态试验结果表明，GPS/GAL/BDS组合定位模式平面定位精度为0.72 m,相较于GPS和GPS/BDS提升了24%以上。     

基于无线声阵列的目标定位系统设计

提出建立超大孔径声阵列来提高声探测装备的探测性能.为了能够简化系统布设,提出采用无线连接的方式组成声阵列.采用MSP430单片机作为中心处理器设计了无线传声器,为了保证各无线传声器同步进行数据采集采用了BD2和GPS双模授时技术.最后分别采用无线声阵列和有线声阵列进行了试验,采用MUSIC(Multiple Signal Classification)算法进行定向,结果表明无线声阵列能实现定向功能但精度稍差,在下一步的工作中采用相位一致性好的传声器能进一步提高精度.     

BD2/GPS双模车载导航终端系统设计

作为中国自主研制和建立的卫星导航系统,BDS的运行将从根本上解决长期依赖于GPS系统面临的风险问题.但在技术没完全成熟之前, BD2/GPS双模导航将是车载导航的发展趋势.文章提出了一种基于BD2/GPS的双模车载导航终端系统的设计方案,包括硬件系统和软件系统,并介绍了设计思路.     

提高GPS／DR组合导航容错性能的自适应设计

建立了一种易于工程实现的包含速度观测信息的GPS／DR组合导航模型,介绍了适用于GPS／DR系统根据硬件余度思想和残差信息统计量检测、剔除粗差观测量的方法,并给出了几个利用GPS、DR冗余的观测信息修正DR传感器的思想。实测结果表明本文提出的滤波方法,能够大大提高滤波器的跟踪精度,有效地解决了GPS定位多径误差、DR传感器实时校正的问题。最后给出了当观测卫星少于4颗时,利用2－3颗卫星的观测信息与DR组合导航的一种定位方法,在提高组合系统的可靠性方面作了有益的探索。     

多卫星系统组合导航的可用性分析

在航空应用中,多卫星导航系统组合导航是未来的发展趋势,可用性是航空应用的主要性能要求之一。但是在截止角增大时,GPS单系统的可用性却达不到航空性能标准。针对该问题,对GPS/Galileo/BD组合系统在中国境内的可用性进行仿真分析,与GPS单系统相比,组合系统的可用性相对单系统有所提高,且截止角较大时,仍能达到可用性要求。     

GPSⅢ卫星观测数据质量分析

近年来美国已成功发射多颗新一代GPSⅢ卫星,而卫星观测数据的质量直接影响到系统定位服务的稳定性、可用性及精度等方面的性能,因此对GPSⅢ卫星观测数据的质量进行评估分析是一项具有重要意义的工作。基于6个多卫星系统实验(MGEX)站观测数据,从信噪比、数据完整率、多路径效应、观测值噪声等方面,对比分析了GPSⅢ和GPSⅡ卫星的观测数据质量。结果表明:GPSⅢ卫星与GPSⅡ卫星的信噪比、伪距多路径和伪距观测值噪声基本处于同一水平,各频段数据完整率十分稳定,且载波相位观测值具有良好的一致性。     

组合GPS静态定位的一种算法

单站GPS定位由于数据受体系结构及观测条件的影响,测量结果精度低且不稳定。用多个手持GPS设备构成组合GPS静态定位系统,通过固联结构对随机误差进行校正,并充分利用测量数据的方差信息构成权矩阵,得到加权最小二乘解。仿真实验表明新方法可将定位精度快速稳定地提高到3m左右。     

GPS/GLONASS组合精密单点定位模型探究

根据实测GPS/GLONASS数据,研究GPS/GLONASS组合系统精密单点定位的精函数模型和随机模型。结果表明：GPS/GLONASS时间基准差作为待估参数算法在保持解算精度的同时,能够保持参数的稳定性。GPS与GLONASS卫星观测值的权重比对解算精度有显著影响。权重比合适时,组合系统相对GPS系统的解算精度有所提高;权重比不合适时,组合系统降低解算精度。     

基于GPSANS实现某自行高炮导航系统的改造设计

为提高某高炮导航性能,在分析GPS和INS导航优缺点的基础上,采取GPS/INS的组合导航方式对某自行高炮的导航系统进行改造.分别介绍了GPS和INS的导航原理,给出GPS/INS组合导航系统的数学模型并对关键技术进行说明,使用自适应卡尔曼滤波对数据进行处理.实验表明该系统改善了炮车单独使用INS造成的误差积累问题.     

双天线GPS/SINS组合导航系统设计

本系统作为浅组合导航系统的一种,利用了双天线定向GPS与光纤陀螺的组合,以基于DSP+FPGA多处理器结构作为导航计算机平台,在原有的位置与速度基础上加入了姿态作为第三个量测量,应用卡尔曼滤波算法将GPS姿态信息作为对惯性导航系统数据的初始值和修正。设计的系统通过跑车实验验证后表明达到了设计要求,具有实时性好,运算精度高等优点。     

GPS定向中利用码相位和载波相位组合建模的研究

传统GPS定向多采用载波观测量建立观测模型,但其在单历元情况下存在秩亏问题。为避免此问题,文章提出将载波相位和码相位加权后的线性组合用于建立观测模型,在新的GPS定向观测模型中,采用消元处理得到整周模糊度浮点解。实验结果表明该模型可以使整周模糊度浮点解的精度在5周以内,能辅助LAMBDA算法快速确定整周模糊度。     

Visual C++编程获取GPS观测数据的探讨

GPS是一种利用卫星,在全球范围内进行实时导航、定位的系统,统称为全球卫星定位系统。文章介绍了GPS系统的组成和基于Visual C++语言的GPS观测软件观测数据的原理与方法。     

BP神经网络在BD1定位技术中的应用研究

在分析北斗一号(BD1)定位特点的基础上,通过在西安丰镐东路实测大量数据,观测到BD1定位高程误差较大,难以满足用户需求。针对此类问题,采用BP神经网络的预测结果对BD1定位结果进行修正,以提高定位的精度。确定了神经网络的结构,采用实测数据对网络进行训练,并对神经网络模型进行仿真验证。仿真结果表明,该方法能有效解决BD1定位高程误差较大的问题,具有一定的实用价值。     

车载组合导航定位定向系统的研制

介绍了车载GPS／DR组合导航定位定向系统的硬件设计和软件算法,硬件设计上采用由PC104、GPS、电子罗盘和里程计等组成的GPS／DR组合导航硬件系统,软件设计上采用一种带校正功能的卡尔曼滤波算法。本文给出了算法框图,实地跑车说明：该系统能够有效的完成GPS／DR组合导航的功能,并具有一定的可靠性,容错能力的良好的实时处理信息的能力。     

BD-2/GPS组合系统的设计与定位算法

目前世界上4大主力卫星导航定位系统的兼容技术日益提高和完善,在这种客观需求下使多系统联合定位成为可能。为达到两种系统组合定位的目的,将中国北斗二号(BD-2)与GPS技术相融合,在BD-2单系统定位原理的基础上提出了BD-2/GPS构成的组合接收系统的设计思路和BD-2/GPS组合导航定位系统的数学解算方法。在定位算法上采用了加权最小二乘法对组合导航定位系统进行解算,并通过MATLAB软件对数据结果进行计算和分析,证明了此种算法的可行性和可靠性。     

一种天文／惯性／GPS／激光测距组合应用方案分析

S938昼夜星体跟踪器加装激光测距仪，构成一种天文／惯性／GPS激光测距的组合测量基准，以达到精确天文定位、精确差分GPS定位、精确天文定向、测岸标定向、测量船的东向速度、北向速度和合成速度以及激光测距和观察海空目标的目的。文中还进行了系统原理描述和误差分析与工程实现可行性分析。