基于GPS双天线的弹体姿态测量方法

针对舰载武器弹体飞行姿态信息难以实时准确测定的问题,提出采用GPS双天线配置方案来测量飞行弹体姿态的方法,该方法首先建立用于飞行弹体姿态测定的观测模型,结合对GPS载波相位信息求解基线矢量及整周模糊数解算的分析推导,通过坐标系的变换得到弹体的姿态信息。数值计算表明,弹体的俯仰角误差范围在±0.8°之间;偏航角误差范围在±0.7°之间,计算结果验证了模型和算法的有效性。     

基于GPS-OEM板的低成本二维姿态测量系统

基于GPS-OEM板的低成本二维姿态测量系统,由数据采集与数据识别处理,模糊度与姿态解算,显示揪信息和编译动态链接库等模块组成.由两个GPS天线组成基线,接收GPS卫星信号,经连接电缆传到GPS-OEM板.再通过串行端口送至导航计算机,姿态解算软件对其经度、纬度等数据进行处理,解算完成后输出姿态测量结果.     

浮点编码的遗传算法在GPS姿态测量技术上的应用

基于单基线的GPS载波相位双差姿态测量模型,利用模糊度函数法,建立起适应度函数,采用十进制编码设计了能够避开整周模糊度的求解而直接搜索解算载体姿态的遗传算法模型.实测数据处理结果表明:静态条件下,航向解算精度达到0.30°(均方差),纵摇角解算精度达到0.40°(均方差),基线长解算精度达到0.30m(均方差).可以证明算法具有潜在的动态姿态实时解算能力.     

最小二乘搜索法在GPS动态定位中的应用研究

对于GPS导航定位来说,整周模糊度的解算问题是高精度动态定位的关键问题.文中针对GPS高精度动态定位的现状和存在的问题,利用最小二乘搜索法对整周模糊度的解算进行了研究.     

GPS载波相位整周模糊度的解算

提出了GPS信号受到干扰条件下确定整周模糊度的一种方法。这种方法将惯导伪距作为待定点目标位置的近似值，代入双差相位测量方程里，推导出误差项，通过最小二乘算法得到实数解的整周模糊度，再通过搜索找到正确的整周模糊度，仿真结果表明，该方法能有效地联合惯导和GPS测量量，两者测量量相互补充，使定位精度达到厘米级。     

多天线GPS载波相位信息动态提取算法

提出了一种不依赖伪距信息的多天线GPS载波相位动态提取算法。利用天线切换法得到GPS载波相位整周期模糊度的初值,通过比较模糊度函数的大小得到载波相位信息的最终估计值。理论分析表明,文中算法复杂度较低,提取载波相位用时较短,并且不依赖于GPS系统的伪距信息;计算机仿真表明,文中算法无论是解算用时,还是定位精度,都取得了比最小二乘降相关法更好的性能;而且,文中算法在GPS/INS联合测姿系统中,也有很好的应用。     

基于UKF弹体滚转姿态测量方法研究

利用磁阻传感器和GPS等器件的测量信息,建立了地磁/GPS组合弹体姿态测量解算模型,对弹体姿态信息进行实时测量解算。为了提高弹体飞行姿态测量解算精度,建立了弹道滤波方程,采用UKF算法进行数据滤波处理,结合磁阻传感器的输出信息对弹体滚转姿态进行实时解算。数值计算及仿真结果表明:相比于直接使用GPS输出的速度信息进行姿态解算,通过UKF滤波处理后,可以使得地磁/GPS组合测量解算的结果更准确,提高了弹体姿态解算精度。     

双频载波姿态确定系统中的模糊度研究

为了满足卫星动态测姿系统的速度和精度要求,提出了一种单历元整周模糊度解算方法.该方法利用现代卫星系统多频观测条件,组成双频宽巷组合观测值,用约束条件确定宽巷组合初始整周模糊度备选值,采用多种检验方法剔除错误的模糊度组合,最后求解出用于姿态解算的单频载波相位整周模糊度值.经实验仿真证明,该方法简单快速,克服了传统TCAR技术模糊度确定错误率高的缺点,提高了正确率,适合单历元姿态确定.     

惯性辅助的单频GPS 整周模糊度快速求解

为改善法矩阵病态性,实现整周模糊度快速求解,提出惯性导航系统(inertial navigation system,INS)辅助单频GPS整周模糊度求解算法。将惯性伪距单差、GPS伪距双差、载波相位双差联立得到模糊度浮点解及其协方差阵,利用LAMBDA算法求解出整周模糊度固定解。分析引入惯性信息改善复共线性和病态性的原因,并利用GPS实测数据与仿真 INS数据进行实验验证。实验结果表明：INS辅助信息使得法矩阵条件数减小2个数量级,模糊度衰减因子下降55.81%,整周模糊度固定解求解的时间缩短75.44%,方法可行。     

电子干扰下GPS载波相位测量定位实现

文中提出 GPS 信号受到码干扰条件实现载波相位测量的一种方法。这种方法是将惯导伪距作为待定点目标位置的近似值,代入双差相位测量方程里,推导出误差项,通过最小二乘算法得到实数解的整周模糊度,再通过改进整周模糊度搜算法索找到正确的整周模糊度,得到载波相位定位。仿真结果表明,该方法可有效地联合惯导和 GPS 测量量,两者测量量相互补充,使定位精度达到厘米级。     

惯性辅助的单频GPS整周模糊度快速求解*

利用单频GPS载波相位差分技术进行快速精密相对定位时,由于观测历元少,卫星空间分布变化缓慢,双差观测方程设计矩阵呈复共线性而导致法矩阵病态,使得整周模糊度无法固定。针对这一问题提出了惯性导航系统(INS)辅助GPS整周模糊度求解算法,将惯性伪距单差、GPS伪距双差、载波相位双差联立得到模糊度浮点解及其协方差阵,并用LAMBDA算法求解出整周模糊度固定解。分析了引入惯性信息改善复共线性和病态性的原因。最后利用GPS实测数据与仿真INS数据进行实验验证,结果表明INS辅助信息使得法矩阵条件数减小两个数量级,模糊度衰减因子(ADOP)下降55.81%,整周模糊度固定解求解的时间缩短75.44%,方法可行。     

整周模糊度搜索空间确定方法研究

高精度GPS定位需要解算双差分载波相位的整周模糊度值。模糊度搜索空间的合理确定对整周模糊度计算的正确率和计算效率至关重要。通过比较几种常见的动态整周模糊度搜索方法,提出一种直接通过浮点模糊度方差阵确定整周模糊度搜索空间的方法。进行了基于实测数据的实验与分析。实验结果表明,该算法计算量小,且具有较高的正确率。该方法可使模糊度搜索效率得到提高,相应的定位精度明显改善。     

中长基线下机载GPS定位模糊度动态解算方法研究

在机载GPS定位中,当卫星信号中断、失锁时间较长时,不能利用周跳检测技术恢复模糊度,这时需重新计算模糊度。由于此时基准站和移动站处于中长基线状态,其距离和高程差均较大,对流层和电离层延迟残差较大,将影响模糊度固定。本文利用Kalman滤波和电离层加权模型,把电离层延迟残差当作未知参数和位置参数、模糊度同时求解,得到模糊度浮点解和协方差,并利用LAMBDA算法固定模糊度。算例结果表明：电离层加权模型能有效消除电离层延迟残差,能成功解算基线长度达69．5km的基线模糊度,且删除低仰角卫星有利于模糊度解算。     

惯导辅助的动对动整周模糊度快速解算方法

针对北斗动对动相对定位中卫星信号极易受到外界环境的遮挡,导致整周模糊度无法快速、准确固定的问题,提出了惯导辅助的动对动整周模糊度解算方法。该方法利用两个运动运载体上的惯导的实时位置输出构造惯导伪距双差,并将其与载波相位双差进行组合,构造新的观测量和观测方程,再进行整周模糊度的解算。仿真实验结果表明,惯导信息的辅助使得模糊度浮点解误差明显减小,整周模糊度的固定时间缩短为16 s,相对定位精度达到厘米级,能够较好地实现动对动整周模糊度的快速解算。     

已知长度和模糊姿态约束GPS短基线定向研究

阐述了基于载波相位定向的基本方法,分析了基于GPS载波相位的精密定向关键是需要求解整周模糊度,提出基线在其长度和大概姿态约束下快速求解整周模糊度的方法,并得出仿真结果,验证了方法的有效性与可行性;在仿真的环境条件下,定向的平均精度达到分的级别。     

基于正则化的陆基伪卫星整周模糊度解算方法

针对特殊地理环境下陆基伪卫星系统整周模糊度解算精度不足的问题,提出了基于TIKHONOV正则化方法的陆基伪卫星定位系统整周模糊度在线解算的方法。该方法根据陆基伪卫星定位系统所处的环境,使用TIKHONOV正则化方法对观测方程的法方程进行处理,对法方程的病态性进行削弱。仿真验证结果表明,使用TIKHONOV正则化方法削弱法方程的病态性后,整周模糊度浮点解的解算误差缩小了数十倍,据此搜索出的整周模糊度整数解与真值相同。由此可得出结论,该方法能够提高陆基伪卫星定位系统整周模糊度的解算精度。     

机载双频GPS载波相位定位算法与算例

周跳检测、准确消除电离层和对流层残差影响、快速固定新星和失锁卫星的模糊度等,都是机载GPS载波相位差分定位中定位精度能否达到分米级的关键因素。文中利用电离层残差法和M-W组合探测周跳,使用电离层浮点模型和对流层经验模型改正电离层和对流层残差,并用扩展Kalman滤波求解GPS双差方程,采用LAMBDA算法求解模糊度。算例结果表明,该方法能有效探测动态数据周跳,消除电离层和对流层残差影响,恢复失锁卫星和新星模糊度,使得定位达到分米级,并利用飞机上2台GPS接收机的移动基线解算结果验证了该定位精度。     

基于地磁与角速度传感器的弹体姿态测量方法研究

为了获取炮射弹体最优的姿态解算方法,使其能满足弹体的实际应用要求,文中阐述了目前用于弹体姿态测量的主要方法及缺点,提出了一种运用地磁传感器进行姿态测量的方案,并建立了坐标系完成参量解算。当地磁传感器测量方法不可靠时,可以使用角速度传感器完成姿态解算。使用两种信息融合方法进行姿态解算,可在全弹道上可靠的进行姿态测量。     

长基线天线六自由度激光测量技术

针对空间长基线天线位移和姿态的多自由度和高精度测量需求,提出了一种基于激光干涉测长、自准直测角和细光束测位移的激光基线测量系统.该系统可用于实现基线相对长度、倾角、偏转角和天线姿态等六个自由度的同时高精度测量.经实验验证,该激光干涉基线测量系统基线相对长度测量精度优于3μm,基线倾角测量精度优于0.1″,天线姿态角测量...     

高旋火箭弹GPS/SINS组合测姿方法

针对GPS/SINS组合导航系统在高旋火箭上应用所遇到的初始对准困难、误差累积迅速等姿态解算难题,通过速度角辅助,提出了分段滤波进退算法修正初始滚转角技术。通过不断修正分段初始滚转角使SINS解算更趋于合理值。利用速度角修正技术,去除高速旋转造成的误差累积,再通过卡尔曼滤波得到较为准确的姿态信息。仿真结果表明,分段滤波修正初始滚转角可以有效地解算出较为准确的姿态信息。对实测数据的处理也证明,该技术可以应用于实际工程,解算得到的姿态信息满足工程需要。