双系统卫星导航增强系统研究

提出了对双系统组合定位的增强方法，详细研讨了双卫星导航增强系统方案。该方法提高了卫星导航系统信息的安全性，在特殊时期，在某一系统不能使用时（如GPS），仍能利用其它卫星导航系统提供定位服务；通过地面差分修正站播发双卫星导航系统之间的系统时差以及地面差分修正站视界内所有卫星的伪距修正量，提高了卫星导航设备的可用性和定位精度；同时增加了信号的完好性，提供的冗余信息增加，使接收机自主完好性监测（RAIM）方法更易鉴别出故障卫星。     

混合星座卫星导航系统定位精度分析方法

随着卫星导航技术的发展,无人机等运动载体上的卫星导航设备一般可以接收多个星座的卫星导航信号。在进行多星座卫星导航混合定位处理时,需要评估混合星座卫星导航系统的定位精度指标。卫星导航的定位精度与等效测距误差、空间几何分布等因素有关,不同星座的接收机使用的时钟不同,也会引入相应的误差影响。本文根据卫星导航定位原理,分析了混合星座卫星导航系统的定位误差方差,推导了混合星座定位的精度评估方法。最后,本文还分析了在混合星座定位时,引入测距精度较差的星座系统后,对整个导航系统性能的影响。实验结果表明, 本文分析的混合星座定位精度评估方法与实验结果相符合,为评估多星座导航系统信息融合后的定位性能提供了指导参考。     

多卫星导航系统组合定位解算

主要研究由GPS、Galileo和北斗等多个卫星导航系统互相辅助,实现组合定位解算。由于各独立卫星导航定位系统的卫星星座规模有限,可提供的卫星定位服务的精度、可靠性无法得到保障。为了提高定位精度,在传统卫星定位解算的理论基础上,提出了利用多种系统组合定位的方法,可明显改善可见卫星结构,提高定位精度,从而保证定位结果的可靠性和连续性。     

GEO卫星对北斗终端定位精度影响仿真分析

北斗导航系统比GPS、GLONASS等其他导航系统多了地球同步轨道(GEO)卫星,GEO卫星信号的调制方式和编码格式和非GEO卫星有着很大的区别,有助于增强导航与定位。文中通过多个GEO和非GEO卫星组合的测试场景,重点仿真分析了在选定的定位精度因子下GEO卫星和非GEO卫星对北斗终端定位精度的影响。结果表明GEO卫星有助于提高定位精度,尤其是当参与定位的卫星数较少时,GEO卫星参与定位可提高20%以上的定位精度。     

一种多卫星组合导航系统的算法研究

本文通过对多种卫星导航定位系统的研究,提出了一种多卫星组合导航定位的算法.该组合导航系统能够提高卫星导航信息的安全性,且在单一系统无法定位时,仍能利用其他卫星导航系统提供定位服务,大大提高了卫星导航系统的可靠性及系统的精度.     

基于北斗的多系统组合定位方法研究

基于多系统组合的导航定位技术应用日益广泛,采用多系统组合导航克服了单一星座系统定位中存在的定位精度差、可见星少、可靠性低等问题。本文提出了基于北斗卫星导航系统的多系统组合定位方法,详细推导了基于北斗的多系统组合用户定位算法模型。比较分析了单一北斗卫星导航系统和北斗、GPS、Galileo 多系统组合条件下服务性能,得出在多系统组合条件下可以极大改善用户观测条件,进而提高了用户导航定位使用效能。     

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。     

区域性卫星导航系统无源定位技术研究

通过对区域性卫星导航系统无源定位技术的研究，提出了三星定位、双星定位、差分定位3种定位方法结合的组合定位方式．该方式提高了区域性卫星导航系统的完善性、定位精度和连续性；大大改善了载体的机动性能．目前该方式具有一定的实用意义和很好的发展前景。     

基于北斗短报文的卫星导航信号区域监测系统设计

设计了一种基于北斗短报文的卫星导航信号区域监测系统，可实现对指定区域卫星导航系统的持续全天候监测。针对北斗短报文可靠性和通信容量有限的特点，提出了一种带反馈重发机制的多卡自适应发送方法，可明显提高发送效率和可靠性。研究了一种多站联合干扰源交汇定位算法，并设计了导航信号区域完好性监测方法，可在出现异常时对干扰源进行定位并及时告警，具有较强的实用价值。     

GNSS组合系统用户完好性监测保护门限算法研究

航空用户对卫星导航系统完好性指标的要求极高, 依据GNSS组合系统提升完好性水平的思想, 提出一种使用保护门限作为多星座组合系统航空用户完好性监测指标的算法。该算法将不同星座、不同完好性监测方式紧密结合, 使航空用户的完好性水平大幅提高。仿真结果表明, GPS/Galileo/北斗组合系统能够为全球范围内的低空飞行、极区导航提供安全保障, 证明了该算法的有效性与可行性。     

MEMS-INS/GPS双星组合定位方法研究

提出了一种 GPS 不足 4 颗星情况下的双星组合定位方法。利用微机械惯导系统短时间自主导航定位的优良特性,建立双星组合定位的误差方程,同时利用 GPS 导航系统自身的卫星测量信息,设计双星组合定位导航系统的卡尔曼滤波器来实现微机械惯导和 GPS 卫星信息的最优融合。通过微机械惯导和 GPS 的信息融合,实现 GPS 在 2 颗卫星情况下的组合定位。实验结果表明,在 GPS 卫星导航收星条件差的情况下,双星组合导航具有较好的定位精度。     

基于位置敏感探测器的组合导航技术研究

为了减小现有小型旋翼类无飞机飞行过程中卫星/惯性组合导航系统的制导误差，提高其导航系统定位精确度，提出2维位置敏感探测器激光制导与机载卫星/惯性组合导航系统结合的新型导航系统方案。该系统利用1064nm红外脉冲激光作为引导光源，采用中间飞行段卫星/惯性导航、末端飞行段激光照射制导结合的方式，进行了理论分析和对比实验验证。结果表明，在室外飞行环境和室内强、弱、正常光照飞行环境下，该系统始终保持较高的定位精度和结果一致性；相对比其它现有制导方式，该系统的探测频率始终保持5kHz、定位精度始终保持其圆形概率误差处于0.10m数量级，取得了较好的定位实验结果。该系统具有鲁棒性强、电路简单、探测灵活、高速精确的特征，对无人机末端制导具有重要意义。     

基于多样本累积的GPS接收机自主完好性监测方法

在卫星导航系统卫星数目减少时由于冗余信息的减少,RAIM算法性能会受到影响。针对此问题,本文提出了基于滑动累积的多样本2检验方法,通过引入惯导信息将多个时刻卫导观测信息外推到同一时间点上进行一致性检验以实现故障监测。该方法的实质,是以牺牲接收机自主完好性监测的实时性为代价,保障了观测信息的冗余性,从而实现了完好性监测。本文首先对GPS应用此算法的故障监测性能进行仿真对比分析,其次针对民航不同飞行阶段的应用情况进行了仿真验证。仿真结果表明:本算法提高了GPS定位完好性,为RAIM算法在航空中的应用提供了新的解决思路。     

一种改进EKF的双模导航系统的定位算法

针对提高GPS/BDS双模导航系统的伪距单点定位精度问题,研究了GPS/BDS双模导航系统定位的解算方法,并对组合系统构建数学模型,引入扩展卡尔曼滤波(EKF)器进行定位解算,初始化权矩阵时通过牛顿迭代法改进矩阵求逆运算,并通过使用分段函数改进EKF中的权矩阵P,提出一种基于EKF的GPS/BDS导航定位解算方法。理论分析和实验结果表明,通过对比单GPS系统和最小二乘解算方法,利用双模系统并通过EKF能将定位精度在水平方向提高10%,高程方向提高43%,并极大地减小了运算量,提高系统的可靠性和完好性。     

BD-2/GLONASS集成接收机关键技术研究

为解决北斗卫星导航系统星座不足,避免不利条件下的定位盲区,提高定位精度,实现北斗2代系统与GLONASS系统的多星座空时统一,开展了BD-2/GLONASS集成接收机课题的研究。论文对多星座卫星导航系统的优点和定位算法进行了研究,对BD-2与GLONASS系统的时间系统、公共频率、坐标系统进行了分析。实验结果表明,该研究在可见卫星数,PDOP方面可以解决星座不足有效提高了导航定位的精度,增加了系统的定位性能和可靠性。     

BDS RTK定位性能分析

目前,我国北斗三号基本系统已经建成并向全球提供公开服务,随着北斗卫星导航系统服务范围的扩大,北斗定位技术的应用正在逐渐增加,因此北斗的定位性能显得尤为重要。采用扩展卡尔曼滤波（EKF）和MLAMBDA算法基于天津地区实测数据,从卫星可见性、PDOP值、定位误差等方面对BDS及GPS、BDS/GPS的RTK定位性能进行较全面的对比分析。试验结果表明:?静态基线下,BDS RTK平面定位精度约为3.25cm,垂直定位精度约为5.98cm;?动态基线下,速度对定位精度有一定影响,BDS RTK最差定位精度不超过9cm。说明BDS在不依赖于其他卫星系统的情况下定位精度可达厘米级,足以满足日常测绘定位需求。以上研究内容为BDS用户提供了相关参考信息。      

少星环境下的矢量跟踪接收机增强技术研究

卫星导航系统已经成为最常用的导航和定位手段,地面车辆、智能手机等都依靠卫星导航接收机提供高精度导航和定位信息.然而在城市复杂环境下,卫星导航信号常常被环境遮挡,接收机接收不到足够数量的卫星信号,导致接收机定位误差变大或者不能输出导航信息.矢量跟踪接收机采用卡尔曼滤波估计导航定位信息,能够在少星环境下提供一定精度的定位信息,但是误差随着时间发散.为了提高矢量跟踪接收机在少星环境下的性能,提出高度信息辅助矢量跟踪接收机方法,给出了高度信息辅助下矢量接收机导航信息估计模型.实际场景实验表明,在2 min的实验时间中,采用高度信息辅助,定位精度有了明显的提升.     

地基增强系统验证飞行性能分析

地基增强系统(GBAS)在通过差分定位提高卫星导航精度的基础上,增加了一系列完好性监视算法,提高系统完好性、可用性和连续性的指标,使机场覆盖空域范围内的配置相应机载设备的飞机获得达到I类精密进近(CAT-I)甚至更高标准的精密进近和着陆引导服务.GBAS验证飞行的目的是确认GBAS地面设备的信号稳定性和可靠性,同时验证...     

面向通导共生的低轨卫星机会信号定位管理

通导共生是指通信和导航信号共存于卫星生态环境中。针对定位或通信的单一功能低轨卫星星座,在定位或通信信号不可用时难以快速进行定位管理的难题,提出了应用扩展卡尔曼滤波器算法,对低轨卫星通导共生星座的机会信号进行定位解算,突破定位管理对单一导航系统的依赖。首先,介绍了卡尔曼滤波的基本原理,结合低轨卫星多星座定位管理算法,提出了一种基于机会信号的卡尔曼滤波定位管理算法;其次,分析了所提算法的优点,包括提高定位精度、提高定位效率、提高定位稳定性等;最后,进行了实验,验证了所提算法的有效性。结果表明,所提算法能够有效地提高定位精度、定位效率、定位稳定性,为低轨卫星通导共生星座定位管理提供了一种有效的解决方案。     

WAAS技术现状与发展

卫星导航广域增强系统的主要目的是提高卫星导航系统定位精度、完好性和增强服务区域。系统特点是较局域差分、局域增强系统的差分定位精度相对较差,但也能大幅度提高卫星导航系统的定位精度,服务范围广、不受距离限制,可满足大部分用户的使用需求。典型的系统为美国的WAAS系统。WAAS系统共由3个主站(兼参考站)、25个参考站、1个上行注入站和1颗地球同步卫星组成,覆盖北美和墨西哥周边地区,目前已投入使用。