基于BP神经网络辅助的车载组合导航算法研究

针对INS/GPS组合导航系统在GPS信号被遮挡时,GPS接收机失锁导致导航精度迅速下降的问题,提出了基于BP神经网络辅助的组合导航算法。即在GPS信号锁定的时候,采用卡尔曼滤波对INS/GPS信号进行数据融合得到实时的精确位置,同时利用组合导航输出信息对BP神经网络进行实时在线训练;一旦GPS失锁,利用之前训练好的神经网络对INS系统进行误差补偿,解决精度迅速下降问题。通过跑车实验证明,速度精度在0.2m/s以内,位置精度为25m以内,该算法对INS/GPS组合导航系统有效。     

一种GPS/INS组合导航缺星情况下的方法研究

为了提高GPS/INS组合导航系统在卫星信号缺失情况下的导航精度,采用基于伪距、伪距率的非线性紧组合模型,利用虚拟卫星法构造虚拟观测量,与真实观测量一起参与滤波。针对非线性滤波应用中的问题,采用强跟踪滤波原理和均方根策略对CKF进行改进。通过仿真实验,验证了改进算法和虚拟卫星法的可行性,在卫星信号缺失情况下可以提高导航精度,提高了组合导航适应复杂环境的能力。     

基于加权估计的紧组合导航抗欺骗算法研究

针对战场环境下GPS信号易被欺骗干扰的缺点,提出了一种基于加权估计的紧组合导航滤波算法。该算法通过采用加权最小二乘算法先对GPS欺骗信号进行预估计,然后将得到的估计状态量和误差方差阵引入到紧组合导航滤波模型中,从而提高GPS接收机抗欺骗能力。仿真表明,加权估计与紧组合结合的方法在转发式欺骗干扰的情况下,具有定位测速精度高、鲁棒性强的特点。这种方法容易实现,预测可靠,具有实际应用价值。     

转发式欺骗干扰时延控制算法

无人机卫星导航欺骗技术在现代导航战中越来越受到广泛的关注，其中转发式欺骗干扰因其无需获得信号结构的先验知识，在军码导航领域比生成式欺骗干扰更具使用价值。目前的军码转发信号普遍以转发接收天线点的位置坐标作为基础进行定点静止转发，在对无人机欺骗干扰时，信号置信度不高，干扰效果不佳。提出一种转发干扰时延算法，根据转发坐标需求计算不同卫星信号的时延量，可根据欺骗策略实时调整转发坐标，提高干扰成功率。最后通过实验验证，提出的时延算法得到的转发坐标误差在米级范围，验证了算法的正确性。     

基于M-估计的抗欺骗卡尔曼滤波算法

随着全球卫星导航系统的日益普及和各种电子技术的发展,欺骗干扰逐步成为卫星导航系统的一个重大威胁。针对卫星导航接收终端中的欺骗干扰抑制能力差的问题,提出了一种基于M-估计的抗欺骗扩展卡尔曼滤波算法,解决了小型导航接收终端在欺骗干扰环境下的导航定位问题。在传统卡尔曼滤波算法的基础上,结合稳健统计中的M-估计来调整扩展卡尔曼滤波的状态更新过程,消除了突发欺骗干扰对导航定位的影响,提升了接收机定位解算过程中的欺骗干扰抑制性能。仿真结果表明,算法能够较好地抑制欺骗干扰对导航定位精度的影响。     

惯性导航系统/测距机系统辅助的机载全球导航卫星系统欺骗式干扰自主检测算法

全球导航卫星系统(GNSS)欺骗导致目标接收机生成错误的定位结果。利用惯性导航系统(INS)辅助,基于卡尔曼滤波新息序列构造卡方检验统计量是检测机载GNSS欺骗的有效手段。然而,该算法无法给出欺骗的持续时间,从而导致INS/GNSS系统无法依据该算法判断其解算的定位信息是否正确。该文结合测距机系统(DME),提出一种基于重构新息序列的有限记忆卡方检测算法。该算法使用已有的INS,GNSS和DME数据构造一种不参与卡尔曼滤波的新息序列,然后将该新息序列构造成有限记忆卡方检验统计量,从而实现对欺骗式干扰的检测。仿真表明,当机载GNSS欺骗造成250 m及以上的位置偏差时,所设计的算法能够获得较为准确的欺骗持续时间。最后,该文依据所提算法的检测结果,给出了INS/GNSS/DME系统正确的定位信息。     

导航战及其对抗技术

如果知道了授权用户GPS接收机所接收卫星的信号特征,利用欺骗型干扰发射机,在GPS系统的L1和L2频点（1575＆1227 MHz）发射调制有错误导航电文参数的虚假导航干扰欺骗信号,可以诱使授权用户GPS接收机错误锁定到扰欺骗信号上,并产生错误的定位结果。     

一种针对转发式欺骗干扰信号的负延时补偿方法

针对卫星导航转发式欺骗干扰中转发信号存在负延时需求而工程上又无法实现的问题,提出了一种负延时补偿方法。该方法根据预设欺骗位置,通过转发式欺骗干扰延时算法,获得各卫星信号通道所需转发延时量;然后基于接收机钟差最小化原则选取最优的延时修正量添加到所有通道的转发信号中。理论分析和仿真结果表明,该方法不影响接收机的定位结果,消除了负延时无法实现的问题对转发式欺骗干扰的限制。     

基于RFR辅助的因子图组合导航算法

针对在INS/GNSS组合导航系统中,由GNSS自身故障或外部环境遮挡造成的信号缺失问题,提出了一种利用随机森林回归辅助因子图的组合导航算法。首先,采用因子图算法对惯性导航系统、全球导航卫星系统进行建模,搭建了INS/GNSS组合导航的因子图模型。其次,引入随机森林理论搭建随机森林,并在GNSS信号有效时进行训练,模拟卫星导航失效时的GNSS信号输出值。最后设计了仿真实验,结果表明：改进的因子图算法相比联邦卡尔曼滤波算法在导航精度上有了10%～15%不等的提升,同时,所提出的随机森林回归辅助因子图算法在GNSS信号丢失的情况下仍能保持较高精度。     

基于误差估值累加开环校正的诱导式欺骗检测方法

诱导式卫星欺骗干扰可诱导航空器逐渐偏离预定航迹，难以被发现，因此及时有效地检测干扰是飞行安全的保障。在现有紧组合导航体制基础上，设计了一种基于误差估值累加开环校正的紧组合导航结构，并证明了其性能与传统闭环校正紧组合导航性能等效。在此结构中，将紧组合导航系统与自适应序贯概率比检测方法结合，提出了一种基于误差估值累加开环校正的诱导式欺骗检测方法，融合紧组合导航信息与其他不受欺骗影响的导航信息，构建欺骗检测统计量进行诱导式欺骗检测。仿真结果表明，开环校正结构可避免随时间累加的惯性导航系统误差所导致的组合导航滤波器发散问题，同时欺骗检测方法可进一步提高算法对“最坏”情形下微小诱导式欺骗的检测效果。     

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。     

高灵敏度GPS导航算法分析

为了实现在室内和城市等低信噪比环境下的全球定位系统(GPS)导航,介绍了导航终端捕获卫星信号的基本原理。分析了相干积分算法、非相干积分算法、差分相关算法和圆周相关算法4种主要的卫星捕获算法,在此基础上提出了相干积分算法结合差分相关算法的高灵敏度GPS导航芯片设计方案。通过仿真分析,该芯片能够在15 dBHz的低载噪比环境下实现对卫星信号的正常捕获。     

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.     

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...     

基于条纹匹配的InSAR/INS组合导航方法

现存的组合导航系统存在诸多问题：地形辅助导航系统分辨率较低;GPS/INS导航系统中GPS信号易受干扰;SAR/INS导航系统无法实现三维定位且无法获得平台的姿态信息.针对以上问题本文提出了基于条纹匹配的InSAR/INS组合导航方法：该方法将InSAR系统获得的干涉条纹与DEM生成的干涉条纹进行匹配,得到的定位偏移用以反演平台的位置和姿态信息,最后将反演结果与IMU信息进行组合滤波得到导航输出.该组合导航系统有以下优势：干涉条纹中包含地形信息和平台姿态信息;干涉相位对横滚角敏感,可通过干涉相位高精度反演平台的横滚角;InSAR系统具有较高精度的三维定位能力.本文主要介绍了基于条纹匹配的InSAR/INS组合导航的原理和方法,最后通过仿真和实测数据验证了条纹匹配和观测量反演算法的可行性.     

基于调零天线的无人机抗导航干扰方法

针对无人机在卫星导航拒止环境下利用真实卫星信号导航定位的需求,提出一种基于调零天线的无人机抗导航干扰方法。首先,分析卫星导航压制和欺骗干扰的特点;其次,建立抗干扰模型,抗压制干扰的方法是使用调零天线零陷信号功率,抗欺骗干扰的方法是通过无人机特定的运动,计算位移得到的多普勒和载波跟踪环得到的多普勒之差,并与无人机运动变化进行对比,选定门限判定每颗卫星信号是否为欺骗干扰信号,标记并去除欺骗干扰信号;最后,在欺骗干扰信号和真实信号同时存在的情况下,利用基于Matlab的GPS软件接收机,半物理仿真验证欺骗干扰和抗欺骗干扰的效果,该方法达到了在压制干扰和欺骗干扰环境中利用真实卫星信号定位的目的,可应用于民用和军用卫星导航压制和欺骗干扰中。     

全球定位系统信号模拟中导航电文生成与测试

为了模拟全球定位系统(GPS)中频信号,研究如何产生 GPS卫星导航电文的方法。通过 OEM-STAR 接收机采集原始导航电文,在此基础上外推导航电文的时间参数和轨道参数等,根据 GPS 卫星导航电文结构生成任意时刻的导航电文。给出了导航电文参数外推的算法、原始导航电文转换的算法和生成导航电文的算法,基于 Matlab 分析了外推轨道参数的星座分布,开发了生成导航电文的图形用户界面。通过测试表明,该方法生成的导航电文有效、可靠,符合真实 GPS卫星星座排列规律。     

基于车载平台的无人机导航欺骗干扰系统

无人机干扰反制在现代战争中受到越来越广泛的关注，其中基于卫星导航信号的欺骗式无人机干扰系统，因其干扰效果好、次生伤害小、设备成本低等一系列优势，得到了广泛的应用。但目前无人机欺骗设备普遍存在探测手段单一、欺骗信号隐蔽效果差、平台机动能力不足和欺骗效果不佳等问题。研究的车载式无人机导航欺骗干扰系统，在提升系统机动能力的基础上，开展雷达光电融合探测及隐蔽式欺骗信号等研究，最终形成高精度无人机欺骗干扰性能，并通过外场试验，验证了系统的有效性。     

阵列天线抑制欺骗式导航干扰信号方法研究

针对欺骗式干扰影响飞行器卫星导航信号后引起的定位测姿错误问题,提出了一种适用于飞行器导航的基于阵列天线的欺骗式干扰检测和消除方法.使用接收阵列天线的载波相位双差测量值作为干扰检测依据,通过载波相位单差测量方程求出干扰信号的方向矢量,给出了提高干扰方向测量精度的方法,并使用其正交向量在干扰方向形成零陷,同时通过调整波束指向,在待测信号方向形成阵列增益,以达到抗干扰和增强导航信号的目的.使用这种方法可以对导航信号中的欺骗式干扰信号进行有效的识别和消除,适用于复杂环境下的飞行器导航.     

对GPS/INS接收机干扰效果评估方法分析

对全球导航定位系统/惯性导航系统(GPS/INS)组合导航接收机可进行有效干扰,并对干扰效果进行准确评估是导航对抗研究的重要内容。基于GPS/INS的3类组合导航机理,分析了针对GPS/INS组合导航接收机的2种典型干扰样式及其干扰效果。在此基础上提出了对GPS/INS干扰效果进行评估的指标体系,并对干扰效果的检测方法进行了探讨。