BDS/GPS精密单点定位性能分析

北斗特殊的卫星星座布局导致不同地域用户的卫星观测结构存在差异,基于XMIS、POHN和MAYG站的数据讨论了北斗星座结构对精密单点定位(PPP)技术定位性能的影响,分析了BDS观测数据对BDS/GPS联合PPP定位的改善。分析表明,北斗卫星几何结构和卫星频繁升降是导致北斗动态PPP定位精度差的重要原因,因此,对于北斗系统地面观测条件较差的用户站而言,无法基于单北斗动态PPP实现高精度定位,但是可将北斗系统作为有效补充,采用BDS/GPS联合PPP动态定位方式进行高精度定位,虽然该方式对定位精度改善不明显,但是可有效改善收敛速度(约为20%~45%)。     

基于北斗卫星导航系统非组合精密单点定位算法的精密授时精度研究

全球导航卫星系统(GNSS)精密单点定位(PPP)技术具有操作简单、成本低廉、定位精度高等优点,在精密授时领域得到了广泛应用。针对现有研究中消电离层PPP模型的组合噪声大、卫星系统多采用全球定位系统(GPS)及实时动态场景少等问题,该文采用非组合PPP模型对北斗卫星导航系统(BDS)精密授时精度开展了研究,并利用Kalman滤波静态模型和动态加速模型进行参数估计。给出了静态和实时动态场景PPP处理策略,并利用超快速预报星历保证动态实时性。结果表明：在静态和实时动态条件下,非组合PPP模型精密授时精度均优于消电离层组合PPP模型;在静态条件下,考虑到BDS和GPS定位精度相当,且亚太地区BDS定位精度更高,BDS授时精度略高于GPS;在实时动态条件下,BDS和GPS精密授时精度在2 ns以内,但BDS授时精度略低于GPS,这是由于空间位置精度因子(PDOP)、载体速度突变和环境因素等的影响,而当完成收敛后,两种系统的授时精度相当,其钟差项中误差均在0.3 m以内。     

GPS、北斗卫星导航系统组合单点定位模型及算法

北斗卫星定位系统可为用户提供快速定位,以及简单数字报文通信的高精度卫星定位,其不仅可满足用户对中高精度的导航定位需求,且算法设计简单实用,可为GPS导航系统定位提供有效辅助。文中在对GPS和北斗卫星导航系统组合单点定位原理分析的基础上,建立了二者组合的定位模型,并验证了算法的有效性。     

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。     

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。     

一种低轨卫星星座增强北斗精密单点定位的算法

选取BDS与120颗LEO卫星系统,采用STK仿真卫星星座及观测数据,利用仿真数据对比BDS单系统与BDS+LEO系统的精密单点定位差异.以BJFS站为例,分析LEO星座对BDS精密单点定位的增强作用.结果表明:与BDS单系统相比,BDS+LEO系统可见卫星数均值从17.1提升至27.2,GDOP值均值从1.32下降至...     

BDS/GPS伪距单点定位的精度对比分析

本文主要介绍了 BDS/GPS 伪距单点定位的数学模型和算法分析,然后对 BDS/GPS 接收机接收到的单点定位的数据进行仿真实验分析。通过比较 BDS 与 GPS 在同一时段内 X、Y、 Z 三个方向上的 RMS 值,PDOP 值以及可见卫星数的变化,来比较 BDS/GPS 的伪距单点定位的性能。实验结果表明：北斗与 GPS 伪距单点定位性能相差不大,GPS 的 PDOP 值约为 1.8,BDS 的 PDOP 值约为 2.5,GPS 的 RMS 定位精度在 4m 以内,北斗的 RMS 定位精度优于 9m。     

GPS/BDS实时精密单点定位技术实现

为给各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时等服务，设计了一款基于 ARM+FPGA 的 GPS/BDS 双模双频接收机，嵌入基于 GPS/BDS 双系统的实时精密单点定位软件。 简单介绍了接收机的硬件设计中的电源和射频模块，针对实时改正数差分龄期过大和 IODE 与广播星历不匹配造成实时 PPP 定位中断的问题，给出了相应解决办法。最后通过对实时 GPS/BDS 组合 PPP 长时间测试表明：静态条件下，水平方向偏差 RMS 为 2.1cm，高程方向偏差 RMS 值为 3.6cm；动态条件下，水平方向偏差 RMS 值为 12.6cm，高程方向偏差 RMS 值为 14.7cm。     

基于澜沧江船舶安全监管的北斗/GPS数据特征分析研究

澜沧江流域客货运量逐年增长,且面临的安全局势日益复杂。有效地保障我国境外船舶货物财产安全和船上人员人身安全,远程掌握航运船只的航运状况,是各级水上安全保障与应急救援部门十分重视的大事。文章针对典型澜沧江航道对GPS与北斗数据特征进行对比分析,需要融合北斗导航定位系统和GPS卫星定位系统的信息,对航运船只进行精确定位,有效地解决船只的定位精度问题。     

车载GPS/北斗/DR组合导航系统研究

针对移动车辆的定位与导航问题,研究了GPS/北斗/DR组合导航算法.文中采用坐标系变换及增加状态变量法对不同卫星星座进行了时空统一,并在此基础上研究了GPS/北斗卫星组合导航算法;为了克服卫星定位存在的不连续性问题,提出了GPS/北斗卫星导航系统与低成本的航位推算系统组合导航方案,设计了GPS/北斗/DR组合导航滤波器...     

An optimal GPS data processing technique for precise positioning

A mathematical formula for optimally combining dual-frequency Global Positioning System (GPS) pseudorange and carrier phase data streams into a single data stream is derived in closed form. The data combination reduces the data volume and computing time in the filtering process for parameter estimation by a factor of four while preserving the full data strength for precise positioning. The resulting single data stream is that of carrier phase measurements with both data noise and bias uncertainty strictly defined. With this mathematical formula the single stream of optimally combined GPS measurements can be efficiently formed by simple numerical calculations. Carrier phase ambiguity resolution, when feasible, is strengthened due to the preserved full data strength with the optimally combined data and the resulting longer wavelength for the ambiguity to be resolved     

北斗/GPS双模定位系统协议解析算法研究

北斗和GPS双系统定位具有较强的可靠性和适应性,已广泛应用于我国各种位置服务领域。但是双模定位系统的输出协议和标准的NMEA0183协议相比更加复杂,而且随着当前卫星信号强度的变化,输出的协议帧时多时少,单条协议帧中的数据量时大时小,因此,双模定位系统输出协议帧的有效解析显得极为重要。提出一种新型算法解析这种双模系统中的输出协议帧,此方法成功应用于UM220双模定位模块,实测表明该系统稳定可靠。     

一种“北斗”三号精密单点定位的三频模糊度解算方法

精密单点定位(Precise Point Positioning, PPP)利用接收机收到的载波相位测量值进行定位,载波相位整周模糊度的固定影响着PPP的收敛速度和定位精度。采用B2a信号替代B2I信号,与B1I、B3I组成三频信号观测值组合,在此基础上对传统Boot-strapping方法加以改进,提出了一种改进的三频模糊度解算方法。该方法采用了超宽巷-超宽巷-宽巷-窄巷的解算策略,通过比较选择波长较长、电离层延迟较小、测量噪声较小的三频观测值组合,分别用于解算超宽巷组合、宽巷组合和窄巷组合的模糊度。当电离层延迟无法忽略时,所提方法通过引入额外的伪距观测量来消除在解算组合模糊度的过程中出现的电离层参数和几何参数的影响。实验表明,所提方法与传统方法在完成一次模糊度解算的时间上相差无几,但是相比于传统方法,所提方法具有更高的模糊度解算成功率。     

实时动态精密单点定位中的多路径效应削弱方法

基于削弱实时动态精密单点定位多路径效应的目的,首先分析了多路径误差的产生原理,利用信噪比与高度角的关系判断多路径产生的来源,利用TEQC软件量化多路径误差的大小.其次分析了一般导航定位中的设置截止高度角法减少多路径效应在实时动态精密单点定位中的作用,试验表明这种方法并不适用于精密单点定位.基于Estimate SETC模型和Iono-Free LC对多路径效应对电离层改正的影响进行了研究,发现当多路径效应显著时,双频电离层改正会带来更大的误差,不利于精密单点定位的高精度解算.最后根据实际数据解算结果,在多路径效应显著的情况下,建议选用精确的模型改正消除电离层误差,而不使用双频消除电离层延迟法.     

柔性支承柱面气膜密封CFD数值分析

针对柔性气膜密封技术在航空发动机中的应用需求,使用CFD数值分析技术分析柔性支承柱面气膜的密封性能。首先在Proe中建立柱面气膜的密封参数化模型,并分析了气膜密封原理;然后基于有限元分析的Linear Soid划分方法,使用ANSA网格划分软件来划分网格,得到柔性支承柱面的静压、速度和剪应力分布等数据,并分析柱面结构参数与操作参数对柔性支承柱面气膜密封性能的影响。实验结果表明,粘度、压差和转速等操作参数能明显影响柔性支承柱面气膜的密封性能。     

基于北斗/GPS组合差分技术的城市公交优先系统设计

1 引言 我国很多城市交通压力大,交通拥堵、能源消耗严重,引导市民更多的选择公交出行,对于缓解交通压力具有重要意义.公交优先控制系统成为体现"公交系统的优越性和优先权,大力发展公交优先基础设施"的一大亮点.公交优先控制主要是通过对公交车辆的实时定位,优化交通信号灯触发事件,保证公交车辆优先通行.目前,公交车辆主要是通过安装车载导航型GPS终端来进行定位,但是这些终端基本采用单点定位方式,定位精度不高,一般只能达到10米,无法区分行车道,更无法辨别车辆的上下行,不能实现车道监控和公交车辆的精准位置监控,无法适合公交优先控制的定位.为了实现公交车辆精确定位,同时解决一些城市遮挡地区定位困难,本文采用北斗/GPS双模组合差分定位技术来进行公交优先系统的车载实时精确定位.     

一种改进的“北斗”卫星信号捕获方法

针对Neumann-Hoffman(NH)码跳变影响“北斗”卫星捕获灵敏度的问题,提出了一种改进的相干累积算法。通过遍历连续信号的码元的组成,找出大于门限的相关值,减少NH码跳变对信号累加的影响。仿真结果表明,改进的相干累积算法可以有效提高弱信号的捕获成功率。与传统的相干累积算法相比,延长了累积长度;与非相干累积算法相比,捕获灵敏度提高了2～3 dB。同时,采用先累加后相关的方法,有效降低了算法复杂度。     

干扰条件下的“北斗”信号解扩重构DOA估计

在干扰条件下，卫星导航抗干扰波束形成算法往往需要卫星信号波达方向（Direction-of-Arrival，DOA）的先验信息。但当存在低信噪比信号或主动干扰源时，常规的DOA估计算法性能急剧下降甚至失效。针对此问题，提出了一种被干扰信号压制的低信噪比“北斗”信号的DOA估计算法。该算法首先通过对接收信号进行子空间投影抑制干扰信号，然后对抑制干扰后的信号进行解扩重构处理，最后通过多重信号分类算法完成对“北斗”信号的DOA估计。仿真结果表明，在干扰信号干信比80 dB条件下，“北斗”信号DOA估计误差在5°以内，为下一步进行波束形成计算提供了高精度的入射角信息。     

Electrostatic microactuators for precise positioning of neural microelectrodes

Microelectrode arrays used for monitoring single and multineuronal action potentials often fail to record from the same population of neurons over a period of time likely due to micromotion of neurons away from the microelectrode, gliosis around the recording site and also brain movement due to behavior. We report here novel electrostatic microactuated microelectrodes that will enable precise repositioning of the microelectrodes within the brain tissue. Electrostatic comb-drive microactuators and associated microelectrodes are fabricated using the SUMMiT V (Sandia's Ultraplanar Multilevel MEMS Technology) process, a five-layer polysilicon micromachining technology of the Sandia National labs, NM. The microfabricated microactuators enable precise bidirectional positioning of the microelectrodes in the brain with accuracy in the order of 1 microm. The microactuators allow for a linear translation of the microelectrodes of up to 5 mm in either direction making it suitable for positioning microelectrodes in deep structures of a rodent brain. The overall translation was reduced to approximately 2 mm after insulation of the microelectrodes with epoxy for monitoring multiunit activity. The microactuators are capable of driving the microelectrodes in the brain tissue with forces in the order of several micro-Newtons. Single unit recordings were obtained from the somatosensory cortex of adult rats in acute experiments demonstrating the feasibility of this technology. Further optimization of the insulation, packaging and interconnect issues will be necessary before this technology can be validated in long-term experiments.