A-GPS辅助定位技术研究

A-GPS定位技术是结合地面网络资源和传统卫星导航定位,利用蜂窝网基站代为传送卫星星历等信息,提高接收机对卫星信号的捕获概率,缩短接收机首次定位时间;在研究A-GPS对接收机辅助定位技术过程中,重点分析了A-GPS对接收机信号捕获的辅助原理,分析表明,基于A-GPS的信号捕获时间可缩短为传统接收机的1/40;利用GNSS导航信号模拟器和蜂窝网基站模拟器组建了室内A-GPS模拟测试系统,通过模拟基站的信令方式将参考时间、多普勒频移预测值以及星历或历书等辅助数据传输给用户接收机,实现了辅助数据在信令通道的编码和传输。     

一种基于中国区域定位系统的三星定位方法

在卫星导航定位中,由于不同的导航系统卫星数量不同,有时接收机接收不到数目足够多的可用卫星而无法完成定位.针对这种情况,主要介绍了一种基于中国区域定位系统利用高程辅助的三星定位方法,并分析了高程测量不准确时对定位结果的影响.     

室内定位技术及其在无缝导航应用研究进展

如今, 全球导航卫星系统(GNSS)基本解决了室外开阔环境下的实时高精度定位问题. 然而, 随着城市化进程加快, 为受到GNSS信号干扰的密集建筑物场所提供行人导航服务也产生了大量需求, 并推动室内定位技术近些年取得了较大进展. 在此基础上, 由于目前还没有任何单一普适的定位方式解决室内外环境的无缝过渡, 因此, 为了解决导航领域“最后一公里”的难题, 无缝导航技术开启了新的热点与课题. 本文总结了行人室内导航的多传感器融合技术: (1) 从基于无线射频信号到非电信号分别分析比较单一传感器在室内定位中的优势与局限性; (2) 介绍了室内多传感器融合领域的定位手段, 包括多模式指纹融合、基于几何测距融合与基于PDR技术融合. 最后, 研究了室内定位技术应用于无缝导航的解决方案, 展示了室内外环境下无缝定位的挑战与前景. 本工作为后续实现高精度无缝定位研究提供参考与帮助.     

卫星导航信号高灵敏度接收技术研究

随着卫星导航应用范围不断拓展,对导航接收机的灵敏度要求越来越高,高灵敏度可以使接收机在室内或其他卫星信号较弱情况下仍然能够实现定位和跟踪。目前传统接收机为超外差中频采样结合基带信号处理架构,该架构降低了对ADC信号采集以及基带信号处理的压力,但接收机灵敏度性能已趋于极限。随着ADC技术的不断发展,对卫星导航信号进行直接数字采样已渐渐成为现实。提出了一种基于高速ADC对卫星导航信号进行直接数字采样的方案,通过与传统超外差中频采样方案对比分析、仿真论证及实际测试,验证了新方案切实可行,并且能较大程度提升接收机灵敏度等关键技术指标,具有明显的技术优势。     

基于车辆与车辆的车联网分布式协同感知定位

车辆协同感知定位是车辆定位的热点技术.针对车载自组织网络,本文在GPS卫星导航和车辆自身航位推算(DR)的基础上,利用车辆之间的到达时间(TOA)观测和车辆到车辆(V2V)的实时通信来设计一种分布式协同定位方法.针对协同定位中TOA测量函数的非线性和辅助车辆真实位置未知的问题,提出了一种基于改进无迹卡尔曼滤波(UKF)的协同定位算法.相对于传统的UKF协同定位使用GPS观测值作为辅助车辆位置,本文提出的算法将辅助车辆位置作为未知参数,扩维到状态向量,有效降低了辅助车辆位置误差对定位精度的影响. Monte Carlo仿真结果表明,利用TOA观测的协同定位精度明显优于仅利用GPS和DR的独立定位精度,且改进的UKF协同定位算法相比于传统UKF算法,具有更高的定位性能.     

多模卫星组合导航滤波融合算法

为融合多种模式的卫星导航系统的信息,解决单一卫星系统存在的缺点,研究了多模卫星导航定位技术,提出了一种基于单元级融合方式的导航定位算法.首先,建立了北斗/GPS/GLONASS多模卫星组合导航系统的数学模型,然后为每颗卫星分别设计子滤波器,给出了联邦多重渐消记忆滤波融合算法.试验结果表明,该算法能灵活有效的利用多个卫星系统的卫星进行导航定位,提高了卫星导航系统的精度和可靠性.     

探询百亿元大市场——卫星导航定位技术应用进入产业化

几年前轰轰烈烈投身GPS应用领域的很多公司目前已经很难再觅芳踪,不禁使很多人对GPS的发展前景产生置疑。事实是,目前以GPS为代表的卫星导航定位应用产业已成为当今国际公认的八大无线产业之一,有关专家预测,到“十五”末期,我国的卫星导航定位应用市场的总产值将达到70多亿元,导航定位运营服务产值超过30亿元。那么卫星导航定位产业在全球的应用与发展状况如何?卫星导航定位在国内的产业化进程如何?国际导航协会(ION)前主席——国际著名的卫星导航定位领域专家McDonald先生、海外华人全球定位系统协会(CPGPS)主席高阳先生和北斗星通公司总裁周儒欣先生就上述问题接受了记者的采访,三人均表示:卫星导航     

浅谈高灵敏度GPS室内定位技术

室内环境GPS定位与导航技术的研究实质上是低信噪比环境下信号的处理问题,文章对室内环境下导航与定位的关键技术：微弱GPS信号捕获、微弱GPS信号码跟踪、室内环境下位置解算以及辅助GPS定位等进行了详细的介绍,对一些主要的GPS信号捕获算法进行了计算机仿真,对部分关键技术提出了改进方法,并在最后给出了高灵敏度软件接收机的整体设计方案。     

卫星定位相关产业、应用与科学研究综述

随着卫星定位技术的成熟与地图数据的不断完善,卫星导航定位相关应用已经逐渐渗透到娱乐、生活与工作当中.在对卫星定位相关应用与产业进行分类的基础上,介绍卫星定位相关应用需要使用的技术以及目前科学研究状况,最后,预测了卫星定位相关应用的发展状况.     

飞行器气动模型辅助导航方法的研究概况与进展

气动模型辅助导航是一种新型的导航方法, 将描述飞行器飞行状态的气动模型信息与现有导航系统信息相融合, 可以提高导航精度和可靠性, 近年来受到国内外学者的关注, 有望成为飞行器的新型自主导航方法. 通过对气动模型辅助导航方法研究现状的调研和分析, 阐述了该导航方法的概念与原理; 分析了目前主要的3 种技术方案—–气动模型/惯性导航融合、气动模型/卫星导航融合、气动模型/惯性/卫星导航融合的各自特点; 对气动模型辅助导航方法与当前几种主要的辅助导航方法进行综合比较, 分析了该方法的技术优势与应用前景; 结合目前的研究现状, 探讨了气动模型辅助导航方法后续研究的关键技术和发展方向. 气动模型辅助导航方法与飞行器的气动模型特性、制导、导航和控制流程密切相关, 该方法的研究有助于推动导航、制导与控制(GNC) 3 个方向的各自发展和深度融合.

     

GNSS-R遥感国内外研究进展

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)除传统的导航和定位功能外,其反射信号(Global Navigation Satellite Signal Reflectometry,GNSS-R)也可以被接收和利用,成为一种新型的遥感手段。本文对GNSS-R技术在海洋遥感和陆面遥感方面的研究进展进行评述,并从GNSS-R接收机、反演模型和星载GNSS-R试验3个方面阐述其关键技术,在此基础上提出GNSS-R研究中存在的问题及发展方向。     

3D map creation using crowdsourced GNSS data

3D maps are increasingly useful for many applications such as drone navigation, emergency services, and urban planning. However, creating 3D maps and keeping them up-to-date using existing technologies, such as laser scanners, is expensive. This paper proposes and implements a novel approach to generate 2.5D (otherwise known as 3D level-of-detail (LOD) 1) maps for free using Global Navigation Satellite Systems (GNSS) signals, which are globally available and are blocked only by obstacles between the satellites and the receivers. This enables us to find the patterns of GNSS signal availability and create 3D maps. The paper applies algorithms to GNSS signal strength patterns based on a boot-strapped technique that iteratively trains the signal classifiers while generating the map. Results of the proposed technique demonstrate the ability to create 3D maps using automatically processed GNSS data. The results show that the third dimension, i.e. height of the buildings, can be estimated with below 5 metre accuracy, which is the benchmark recommended by the CityGML standard.     

基于信息融合技术的多传感器大气波导探测研究

结合我国大气波导探测技术发展的实际情况,引入了信息融合技术,介绍并分析了采取多传感器大气波导探测的可行性和必要性,提出了信息融合中的关键技术。结合GNSS探测大气波导和气象水文模型计算大气波导2种方法的特点,初步建立了多传感器大气波导探测系统的信息融合体系结构。     

基于北斗/GNSS 与 InSAR 的水库群坝体表面变形监测体系

面向城市水库群安全监测的需求,提出基于北斗/GNSS与InSAR技术构建城市水库群坝体表面变形监测体系的概念,利用InSAR技术大范围、高精度的优势,研究实现水库群坝体表面变形监测高效率的方法,同时提出基于北斗/GNSS基准网实现区域内测点实时和应急监测的策略。通过2种技术手段的结合,可形成自动、高效、经济、综合的水库坝体表面变形监测作业新模式,实现对城市水库群高时间分辨率和高空间分辨率,普查性监测和重点在线监测的有机统一。     

智能车双目视觉辅助GNSS定位方法研究

具有精确、稳定的定位结果以及合理的价格是未来的智能车辆导航系统的发展趋势。为了达到这个目标,人们建立了多种组合导航模型（GNSS/DR,GNSS/INS,GNSS/MM）。尽管这些模型已在多种不同环境中成功应用,但它们仍有许多缺陷,尤其是在全球卫星导航系统（GNSS）定位精度受到威胁的区域。研究了一种通过双目视觉利用路标的地理位置信息对GNSS定位精度进行局部改良的方法。随机霍夫变换用于路标检测,SIFT算法与K均值算法将用于路标的匹配识别。双目视差计算智能车与路标之间的向量,从而建立辅助定位模型计算车辆的位置。利用实验车在一处复杂环境区域进行实时数据采集,通过计算出的双目视觉定位误差与GNSS定位误差对比分析,验证了该方法在路标可见范围内对GNSS定位结果有明显改善。     

选星算法下GNSS兼容接收机自身定位解算仿真

针对传统的GNSS兼容接收机自身定位解算算法存在着定位精准度低、解算效率差的弊端,提出选星算法下GNSS兼容接收机自身定位解算算法研究。采用选星算法对GNSS兼容接收机进行合理、快速的选星,通过伪距定位方法对GNSS兼容接收机进行定位,并统一处理GNSS坐标,以得到的定位结果为依据,利用直接解算算法分别对完整星座GNSS兼容接收机与不完整星座GNSS兼容接收机定位进行解算,实现了GNSS兼容接收机自身的定位解算。实验发现,与现有的GNSS兼容接收机自身定位解算算法相比较,提出的GNSS兼容接收机自身定位解算算法极大的提升了定位精准度与解算效率,说明提出的GNSS兼容接收机自身定位解算算法具备更好的性能。     

基于证据推理的GNSS交通应用脆弱性评估

车载导航系统是GNSS(全球导航卫星系统)系统的一个重要应用,车辆接收GNSS信号在众多场景下均会受到干扰,这些干扰构成脆弱性因素.提出了一套GNSS脆弱性评估方法,从接收端定义了3个指标,借助D-S证据理论将3个指标融合成为“脆弱性指数”,得到了定量的脆弱性评估方案;通过在车辆上装载不同的接收机,在坡道、林荫道、隧道等典型路段采集数据,利用实验数据对评估方案进行验证;实验结果表明,融合后的“脆弱性指数”能够定量、准确地反映系统的脆弱性,方案填补了道路上车载导航系统脆弱性定量评估的空白.     

区域MODIS水汽季节修正模型

针对MODIS水汽空间分辨率高但精度不高的不足,提出了一种利用GNSS的MODIS水汽校正模型。MODIS水汽校正模型通过GNSS水汽和线性回归方法分季节构建。通过GNSS水汽与MODIS水汽的相关性分析比较,利用线性回归方法分季节构建区域和城市MODIS水汽校正模型,通过与GNSS水汽比较验证区域和城市模型的可靠性。研究结果表明,GNSS水汽与MODIS水汽的变化趋势基本一致,存在显著正相关特性;经检验3个测站的城市和区域,冬季模型均方根误差优于1 mm,春、秋季均方根误差接近,约为2 mm,夏季城市模型均方根误差最大,值为6.58 mm。区域模型有效提高MODIS水汽精度,可为短时天气预报提供基础。     

基于Elman神经网络的GNSS/INS全域高精度定位方法

针对当前智能网联汽车定位与导航系统无法接收全球导航卫星系统（GNSS）信号引起定位失效的问题，提出一种基于Elman神经网络的GNSS结合惯性导航系统（INS）的全域高精度定位方法。首先，采用神经网络方法，建立了基于Elman网络的GNSS/INS高精度定位训练模型和GNSS失效预测模型；然后，利用GNSS、INS和实时动态（RTK）等定位技术，设计了GNSS/INS高精度定位数据采集实验系统；最后，选取采集的有效实验数据进行了反向传播（BP）神经网络、级联BP（CFBP）神经网络、Elman神经网络的训练模型性能对比分析，并验证了基于Elman网络的GNSS失效预测模型。实验结果表明，所提方法训练误差指标均优于基于BP和CFBP神经网络的方法；在GNSS失效1 min、2 min、5 min时，基于预测模型的预测平均绝对误差（MAE）、方差（VAR）和均方根误差（RMSE）分别为18.88 cm、19.29 cm、58.83 cm，8.96、8.45、5.68和20.90、21.06、59.10，随着GNSS信号失效时长的增加，定位预测精度降低。     

高斯干扰下GNSS信号码跟踪精度分析

码跟踪精度是导航系统兼容互操作评估的重要参数。为定量分析高斯干扰下GNSS信号的码跟踪精度,从常见的高斯干扰信号出发,针对CELP,NELP及DP环路模型,基于MATLAB软件对GNSS信号的码跟踪精度进行仿真分析,并给出了NELP及DP环路的CT-SSC表达式,同时对环路模型的CT-SSC及Cramer-Rao下界进行分析。仿真结果表明:在相同条件下,GNSS信号的码跟踪误差受高斯窄带干扰及宽带干扰比较明显,而在一定信干比范围内,受高斯匹配谱干扰和带限白干扰比较稳定;在DP环路下,GNSS信号的CT-SSC三维曲面较CELP及NELP显得“平滑”,相应的跟踪性能也最好。对GNSS信号的码跟踪性能进行分析,有助于给GNSS系统的兼容与互操作评估及现代GNSS接收机的设计提供重要参考;给出的NELP及DP的码CT-SSC表达式,可作为与CELP的CT-SSC进行并行分析的参照依据。