基于GPS技术的短基线快速定向方法及实现

研究GPS载波相位差分技术的短基线定向问题,即接收信号中存在噪声和多路径问题从而产生相位测量误差,并针对现有整周模糊度解算算法运算量大,初始化时间长,提出建立GPS卫星差分观测方程与基线几何关系间的基本模型,结合GPS载波相位技术定向原理,将基本模型在短基线定向框架中进行讨论,在充分利用其几何关系约束并结合最小二乘整周模糊度搜索算法,给出了使用单历元数据进行短基线定向的主从卫星选择依据与输出定向值的具体操作步骤.规避了载波相位周跳,解决了以往方法中需要长时间初始化的问题.通过静态实验结果表明,改进方法快速、有效,达到定向精度要求,为GPS高精度定向设计提供可行的方案.     

多条件约束的单频单历元整周模糊度确定

利用双GPS接收机构成短基线矢量进行定向的技术中针对基线长度已知的情况,将基线的长度信息线性化后融入双差载波观测方程中。分析并证明了融合长度信息后将提高整周模糊度浮点解的精度同时将降低彼此间的相关性。同时利用低成本的倾角传感器测得基线向量的俯仰角信息与基线长度信息一起作为解算的约束条件,将缩小整周模糊的搜索空间从而提高解算的成功率。最后通过实测的数据对上述方法的性能进行定量分析,结果表明该方法能够显著提高单频单历元数据整周模糊度解算的成功率。     

基于GPS的短基线姿态系统研究

设计一套基于全球定位系统(GPS)载波相位测量的短基线姿态系统。给出了系统的硬件结构,研究了一种综合利用QR分解法与卫星基线几何分布的模糊度解算方法,同时,提出了一种非单位向量的四元数姿态解算方法。经过静态和动态实验证明该系统可行。在基线为0.36m的条件下,星历收集完成后在30 s内可以计算出姿态角、偏航角,计算精度可以达到0.5°。     

带噪声抑制的GPS姿态测量算法

利用GPS载波相位测量载体的姿态时,各种误差源对定姿精度有很大影响。基于载波相位双差观测模型,分析了载波相位误差和接收机到卫星的可视矢量（LOS）误差以及这些误差在姿态测量中的影响权重。针对传统最小二乘方法中仅考虑观测矢量噪声的局限性,在基线解算过程中采用同时考虑LOS组成的设计矩阵和观测矢量噪声的总体最小二乘（Total Least Squares,TLS）方法,并从理论和实验两个方面证明该方法能有效抑制噪声影响,提高姿态解算的精度。     

基于GPS直接求解姿态矩阵算法的精度分析研究

利用GPS对载体的姿态进行测量是其应用的一个较新领域,直接求解姿态矩阵进行姿态角解算是一种直接有效的方法,但是解算精度受周跳、基线长度及卫星几何分布等因素的影响.在对直接求解姿态矩阵算法的解算过程进行深入分析的基础上,定量分析了周跳、基线长度等关键因素对测姿精度的影响,并通过计算机仿真对精度分析结果进行验证.开展的研究...     

无几何距离组合联合MW组合探测周跳的改进算法

指出了以往使用无几何距离组合联合MW组合探测GPS载波相位周跳的不足之处,提出3个改进的措施：（1）使用双低通滤波器平滑伪距;（2）利用周跳在高阶差分中的时间序列特征,使用最小二乘法定位和估算周跳;（3）对解算得到的周跳浮点解进行条件搜索,得到周跳的整数解。模拟试验表明改进后的算法不仅探测独立周跳的成功率很高,而且探测非独立周跳的成功率也很高。本文的方法已成功用到CHAMP卫星的GPS栽波相位的周跳探测中,表明该算法能够用来探测高动态GPS的周跳。     

GPS姿态测量分析系统设计

研究导航系统定位优化问题,GPS载波相对定位进行载体姿态测量会受到信号传播误差、天线布局、姿态信息解算方法等因素的干扰,从而导致测姿精度下降。为了有效分析各种干扰因素对测姿系统影响程度,采用GPS载波相位双差定位和直接求解姿态矩阵算法,设计了GPS姿态测量分析系统,开发出能综合分析GPS测姿系统性能的分析软件,并通过实例进行了仿真。仿真结果表明,系统能完成GPS测姿系统定位性能优化的有效性。     

RINEX数据结构对GAMIT基线解算和效率的影响

RINEX数据格式是利用GPS接收机的数据进行GAMIT基线解算的一个重要环节.说明RINEX格式的主要观测数据文件和导航信息文件的内容和特征,分析针对Hemisphere GPS接收机的二进制格式数据转换为RINEX格式后,再使用C#编程简化转换后的RINEX数据采样频率,简化后的数据经GAMIT各模块进行基线解算,在解算结果比较中发现起算坐标的准确性会影响基线解算的精度,同时大数据量采样间隔的提高基本不影响一般短基线而且能提高解算效率,但在高精度预警测量上采样间隔不易提高.     

高精度宽带RFID测距系统中的误差抑制方法研究

本文对基于跳频的宽带RFID测距系统进行研究,分析了该测距系统结构及多频点联合距离解算原理、载波相位的求解过程;研究了相位误差度量函数,解释了在多频点距离解算中出现整周求解错误的原因;提出多径等典型误差的消除方法,提升了系统性能.实际测试结果表明,跳频的多频点载波相位和距离之间呈现规则的变化趋势;本文的误差抑制方法能有...     

舰船消磁远程动态航向船位测量系统设计

针对动态测磁需要对舰船进行远程高精度航向和位置测量的问题,利用载波相位实时动态差分技术,以及无线远程数据传输技术,提出并建立了一套基于GPS RTK技术的远程动态航向船位测量系统;在远程流动站采用RTK技术对航向进行解算后,再用数据链将解算结果和载波相位原始观测量传回数据处理中心,与基站载波相位原始观测量再次进行载波相位差分解算位置数据,并对系统可行性、适用性和精度进行了验证;试验结果表明,系统数据传输稳定,解算结果正确,达到了设计要求.