一种BDS/GPS/GLONASS融合精密单点定位方法

给出了一种基于BDS/GPS/GLONASS融合的精密单点定位方法,统一了三系统组合精密定位的时间系统和空间系统,建立了精密单点定位非差组合模型,并利用观测数据进行了精密单点定位解算。计算结果表明,相比单一系统而言,三系统组合有效缩短定位收敛时间以及提高在单系统卫星数较少或者卫星星座分布较差时的定位精度,无论是从连续性、可用性、可靠性、精度以及效率等各方面都更具优势。     

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。     

多模GNSS伪距组合定位方法设计与验证

在卫星信号受干扰严重的复杂地貌环境中,由于可见卫星数目较少、卫星信号质量差,单模卫星定位导航的精度一直不尽人意,尤其是针对动态导航定位精度问题更为明显。为了提高动态导航定位精度,创新设计了一种多模GNSS的伪距组合定位算法,该算法属于一种有迭代组合定位算法,通过高度角先验定权模型确定初始迭代权矩阵,在加权最小二乘法解算过程中通过方差分量估计后验模型,不断迭代更新权矩阵,进而得到目标的精确位置,该算法需依赖初值和多次迭代,但定位精度要优于Gauss-Newton迭代算法和Helmert方差分量估计法。实验仿真结果表明,相较于Gauss-Newton迭代算法和Helmert方差分量估计法,文中设计的算法定位精度分别提高了45.1%和23%。最后结合实际空投试验分析表明,文中所述算法能够准确的解算出空投物资的落点,可以为飞行器导航系统设计人员提供参考,具有一定的理论意义和实用价值。     

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。     

基于BDS/INS动动组合相对定位技术的试验

针对在卫星信号质量较差情况下无法通过观测方程求解模糊度,进而导致无法实时准确测距的问题,提出一种利用惯性信息辅助解算模糊度的方法,即一种将运动载体的惯导信息与相对基线测量信息相结合,实现两运动载体之间精确动态相对定位的算法。通过建立双差载波相位观测方程与惯导观测方程紧组合的方式,分别在共视卫星数目大于4颗和不足4颗条件下求解模糊度未知数。最后,通过搭建组合试验系统平台,利用实地车载试验完成了对组合系统定位精度的测试,结果表明,组合系统定位精度较原先单GNSS定位精度有一定提高。     

GNSS/伪卫星组合定位实现飞机高可靠性高精度进场着陆导航

本文针对飞机高可靠性高精度应用,提出了GNSS/伪卫星组合差分定位方法。在这种定位方法中,先使用伪矩观测量来辅助解算载波相位模糊度,然后再使用差分载波相位观测量最终定位,达到了厘米级的定位精度。通过地面实测数据,验证了这种定位方法的正确性。     

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。     

北斗无源定位系统及其卡尔曼滤波分析

北斗卫星导航系统由于卫星数目有限,不能实现实时三维无源定位。文中提出利用铷钟作为北斗接收机内部时钟,进行无源定位的工程实现方案,该方案利用接收机测量的伪距信息以及数字高程来解算用户位置。介绍了北斗接收机连续定位原理、解算方法,并根据试飞数据分析了目前能达到的定位精度。     

GPS/GLONASS导航定位中卫星位置和速度的计算

介绍了GPS和GLONASS卫星导航系统的星历参数,详细讨论了在GPS/GLONASS组合导航定位解算中卫星位置和速度计算的方法和流程,利用c语言完成了该算法的实现并用于组合导航接收机PVT解算。实验结果证明：该组合PVT解算程序能顺利完成定位,且优于单独使用GPS进行定位。     

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。     

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。     

提高SINS/GNSS组合导航系统定位精度的方法研究

单纯依赖单一的导航手段难满足高精度的导航需求,因此,将捷联惯性导航系统(SINS)、全球卫星导航系统(GNSS)有效组合,实现优势互补。SINS/GNSS组合导航系统的数据处理一般采用卡尔曼滤波实现,当组合导航系统模型足够准确时,滤波性能较好,当导航系统模型存在误差或发生变化时,新的量测值对滤波估计值的修正作用下降,而旧的量测值的修正作用相对上升,从而导致滤波精度下降。针对上述问题,基于集中式卡尔曼滤波结构的SINS/GNSS组合导航系统,本文提出一种新方法,新方法在梯度方向上进行估计迭代,从而修正模型误差对滤波精度的影响,提高导航定位精度。实验结果表明,当导航系统模型和量测方程存在误差或发生变化时,新方法仍可以为导航系统提供有效的定位精度,满足高空长航时系统需求。     

无线电导航系统中基于GDOP的伪卫星定位误差研究

在卫星导航系统中,卫星定位的精度等性能很大程度上取决于定位卫星之间的相对几何布局,而GDOP(几何精度因子)正是衡量定位卫星几何布局优劣的一个很好的量度.为了更好地提高伪卫星的定位精度,从GDOP值的研究入手,得出一种基于加权GDOP(WGDOP)值的地面伪卫星定位误差算法.最后经过仿真比较基于常规GDOP和WGDOP两种精度因子的定位误差的大小,体现出WGDOP算法的优越性.     

城市峡谷中基于GDOP和NHC的GPS/IMU组合导航方法

针对在林荫道、高架桥和隧道等城市峡谷中全球定位系统(GPS)信号易发生遮挡、 干扰,导致导航定位精度低、连续性和可靠性差的问题,提出了一种基于几何精度因子(GDOP) 和非完整性约束(NHC)的 GPS/惯性测量单元(IMU)组合导航方法。其中,通过利用 GDOP 实现卫星定位构型优劣和定位精度的衡量,从而构建基于 GDOP 值的 GPS/IMU 组合导航量测更新模型。同时,为了进一步提高组合导航系统的精度,将 NHC 应用于该组合导航系统中。实验结果表明,所提方法水平和三维定位均方根误差分别是 3.88 m 和 4.78 m,相比于传统 GPS/IMU 组合导航方法的 9.25 m 和 13.53 m 分别提高了 58.06%和 64.67%,可以有效抑制 GPS 信号受环境干扰影响组合导航定位精度和可靠性的问题。     

面向低轨通信星座的导航定位方法比对研究

当前基于低轨卫星的导航定位方法研究成为国内外热点,其中基于低轨通信卫星的导航定位技术更是当前研究的重点方向。然而低轨通信星座较低的时空基准精度给导航定位带来了较大的挑战,针对弱时空基准约束的低轨卫星导航定位体制设计还处在研究的初级阶段。本文针对低轨通信星座的导航定位服务需求,基于LEO通信卫星的伪码测距信号与多普勒测频信号,开展精度因子（Dilution of Precision,DOP）及定位精度均方根误差（Root Mean Square Error,RMSE）分析,并对两类测量体制下的低轨通信星座导航定位服务性能进行分析论证。理论分析与仿真结果表明,在设定低轨通信卫星10 m～30 m弱时空基准误差的约束下,多普勒测频体制具有更优的导航定位精度,其周期平滑后的三维RMSE值为1.28 m,相比伪码测距体制下的三维RMSE值优化了86.8%;二维RMSE值为0.99 m,相比于伪码测距体制提升了52.9%。本文提出了一种较为可靠的低轨通信星座多普勒定位方案,为未来低轨通信卫星用于导航定位服务提供了有益参考。     

地面数字电视信号与GPS相结合的定位系统

为了解决在城市楼宇间可见GPS卫星常常不足4颗而导致无法定位的问题,通过使用地面数字电视信号,实现了这种恶劣环境下的成功定位.而当GPS卫星数大干4颗时,利用数字地面电视信号可以改善GDOP,提高定位精度.介绍了系统的工作原理,通过计算机软件仿真实现了地面数字电视信号的模拟及单点和多点的移动定位,结果表明通过地面数字电视和GPS结合的定位系统可以提高定位精度,解决CPS卫星不足的问题.     

一种组合星座定位的导航终端设计

提出了一种组合星座定位的导航终端设计。使用DSP作为控制和数据处理核心,既可以实现北斗二代导航卫星系统(COMPASS)以及全球定位系统(GPS)的单星座定位,又可以实现COMPASS和GPS组合星座定位。由于能够同时利用COMPASS系统和GPS系统,可用卫星数目大大增加。同时,单星座定位算法和组合星座的定位技术的解决,使得导航终端的定位精度和导航的连续性都得到提高。     

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。     

一种顾及系统间偏差的GNSS差分定位研究

伪距差分定位由于其终端价格低廉,算法简单,不需要初始化模糊度,精度较高等特点在实时导航定位中应用较为普遍。随着北斗、伽利略等全球卫星导航系统的发展,多模组合将会提高导航定位的精度、可靠性及可用性。然而现有的多模组合方法大都是系统内的简单组合, 研究不同卫星导航系统的系统间偏差有利于减少多模定位模型的未知参数,提高不同系统的互操作性及组合定位的性能。本文主要针对 GPS/GLO/BDS/GAL 研究了差分 GNSS 定位的系统间偏差 (inter-system bias, ISB),分析了以 GPS 为参考系统的差分定位所需的 ISB 特性以及引入先验 ISB 后的差分 GNSS 定位效果。实验结果表明差分 ISB 日变化稳定性优于 2cm,差分 ISB 与码的频率及接收机类型密切相关,引入先验 ISB 后,对于城市峡谷等复杂环境下的导航定位,其可用性及精度明显提高。     

COMPASS系统星座设计与性能仿真

针对所出现的COMPASS定位精度、可靠性等问题,对提高COMPASS系统性能的方法做了分析;结合国外全球卫星导航系统的技术经验和目前公布的技术资料,对COMPASS系统进行了星座设计,通过对不同设计方案的卫星可见性分析以及各类DOP的数值对比,可以证明所设计的COMPASS星座方案能够满足基本的全球卫星导航系统的需求,并且相比较于其它导航系统而言,在中国及其周边地区的定位更加精准。