基于哈里斯鹰优化算法的多GNSS快速选星方法

为提高多全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)组合导航选星的效率，提出了一种基于哈里斯鹰优化(Harris Hawks Optimization, HHO)算法的快速选星方法。该算法模仿哈里斯鹰捕食的特点，结合莱维(Levy)飞行实现对复杂多维度问题的求解，用该算法解决选星问题既能保证获得理想几何构型，又能大幅度减少接收机运算量，提高选星的实时性。通过仿真实验，调用卫星工具包(Satellite Tool Kit, STK)导出的导航卫星数据，分析不同的参数变化对HHO快速选星算法结果的影响。结果表明，在从17颗可见星中选择8颗进行定位时，HHO法与遍历法相比，几何精度因子(Geometric Dilution of Precision, GDOP)计算平均误差为0.318 9%,所节省的时间占遍历法耗时的74.830 6%,证明了该选星算法具有计算效率高、耗时短、精度高的优点，适用于多星座多选星的情况。     

多卫导组合系统的快速选星算法研究

 分析了多卫导组合系统几何精度因子(GDOP)与可见星仰角和方位角的关系,并由此提出了一种适用于多卫导组合系统的快速选星算法,首先提出了选星前后GDOP相对比值随选星数增加的负指数衰减模型,使用户可根据对定位精度的具体需求实时确定所需次优星数,其次基于可见星的仰角将所有可见星进行分类:低仰角区、中仰角区和高仰角区,最后通过可见星方位角的排序、作差,给出了中仰角区被排除卫星的分布规律,实现间接选星.仿真结果表明,该算法相对于传统的选星算法计算量大大减小,并在损失约12%的GDOP值的情况下,可有效减少近50%的导航运算量.     

卫星导航系统基四选星算法

随着卫星导航系统的发展,可见星数大大增多,为了减少接收机运算量,需选择可见卫星的一个子类。本文分析了卫星导航系统中N个4星最优分布与某4星最优分布中的k(k≤3)个卫星(共4N+k颗卫星)的联合分布GDOP值,并以此为基础提出了一类低复杂度近似最优的基四选星算法。该算法以经典的4星选择算法(最大体积法和四步选择法)为基础,通过多次迭代与部分执行,实现任意多于4星的卫星选择。仿真结果表明该算法与准优算法相比运算复杂度和GDOP值都更低。     

GPS/北斗组合卫星导航系统快速选星算法

为实现GPS/北斗组合卫星导航系统的快速选星,提出一种基于几何布局的快速选星算法。根据最优选星方案的卫星分布特点,利用卫星高度角和方位角信息实现卫星的区域划分,应用代价函数法对中仰角区域的卫星进行筛选,得到最终的选星方案。与最优选星算法相比,该算法计算量明显减小;仿真结果表明,该算法能将几何精度因子(GDOP)控制在小于2.5的范围内,具有较好的选星效果。综合考虑算法复杂度和选星效果,基于几何分布的快速选星算法能够满足航空航天等对精度和实时性要求较高的领域的需求。     

GPS与DTMB组合定位系统的改进选星算法研究

针对GPS卫星信号在楼群密集的城市和室内存在定位盲区而无法单独完成定位的难题,提出GPS-DTMB组合导航定位方法。在多源信号组合导航定位系统中,为了解决导航定位精度与运算复杂度间的矛盾,研究改进的加权行列式选星算法在GPS与DTMB组合定位系统中的可行性,与传统最小GDOP选星算法相比较,改进的选星算法具有运算复杂度低、计算消耗时间短的优点,并且对比分析在不同的组合卫星数目中,该算法与直接利用传统最小GDOP选星算法相比较的偏差大小,仿真表明,在15种组合卫星中,偏差小于0.1的概率在90%左右,能够得到满意的性能,证明了此方法的实用性。     

一种新的卫星导航系统快速选星方法

 从几何精度因子(GDOP)与星座几何布局的关系出发,提出了用于多星座卫星导航系统的快速选星方法——几何布局选星法.该方法以满足定位要求为前提,按卫星在星座中均布为原则来进行选星.仿真结果表明,相对传统GDOP选星法,计算量减少99%以上,而GDOP满足要求,同时,选星数较少且简洁快速,有效满足了选星求解的实时性和精度要求.     

一种GPS/BDS双模导航系统的选星算法

为解决传统选星算法中定位精度与计算GDOP复杂度之间的矛盾,提出一种改进的快速卫星选择算法。通过利用卫星的高度角和方位角信息划分区域,剔除信噪比小于一定门限的卫星,应用牛顿恒等式的GDOP计算方法,最终确定选择6颗卫星进行定位。用于较少周期计算的最佳卫星几何分布划分区域可以极大减少运算量,理论分析和实验结果表明,与最小GDOP算法相比,在略微牺牲定位精度的情况下,所提算法计算量显著降低,而定位精度优于Quasi-Optimal算法,证明了该算法的有效性。     

一种多卫星导航系统快速选星算法研究与仿真

多卫星系统导航时,可见星数目大幅度增加,导致导航解算运算量成几十倍增长,加重了用户接收机尤其高动态接收机的负担。针对传统选星算法在卫星数目较多时耗时太长,无法满足导航实时性要求的问题,提出了一种适用于多卫星导航系统选取多颗次优星的快速选星算法,通过建立多卫星导航系统的几何精度因子（GDOP）分析模型,基于可见星仰角及方位角的分区、筛选,给出了被排除卫星的分布规律。仿真结果表明,在损失较少定位精度的情况下,可大大减少导航定位解算的运算量。     

基于小波奇异值与SVM的GNSS欺骗干扰识别技术

随着无人机管制技术的迅速发展,全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)欺骗干扰信号日益增多,严重威胁卫星导航安全.对GNSS欺骗干扰信号识别技术进行了研究,提出了基于小波奇异值与支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的GNSS欺骗干扰...     

靶场试验BD/GPS测量系统组合选星算法

针对靶场试验多星测量系统接收机的应用,为了提高导航系统的定位精确度,将北斗(BD)与全球定位系统(GPS)进行组网增加可见星。在分析几何精度因子(GDOP)与定位精确度关系基础上,提出一种模糊选星方法,对组网卫星星座进行优化组合。仿真结果表明,不论是单一系统还是双系统,模糊选星算法精度因子接近当下时刻最优,且组合系统在可见星和精确度方面优于单一定位系统,其研究结果对北斗系统的精确度验证和多星测量系统接收机在靶场的应用具有重要参考意义。     

CEVA与GSN合作提供基于软件的低功耗GNSS解决方案

CEVA公司和多系统全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)接收器技术开发厂商Galileo Satellite Navigation,Ltd.(GSN)宣布合作,提供用于CEVA-XC and CEVA-TeakLite-III DSP平台的基于软件的GNSS解决方案。这些解决方案现在可供演示在实际带有集成RF的硅芯片上     

基于北斗三号卫星的铁路环境场景辨识方法研究

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)在铁路上的应用减少了传统列车定位技术对轨旁设备的依赖，降低了列车定位成本。铁路沿线的建筑物、路堑等环境对GNSS信号传播的阻挡和反射给列车的位置估计带来不确定性，降低GNSS定位性能。将遮挡程度用天空遮挡特性(Feature of Sky Occlusion, FSO)表示，FSO是使用卫星的方位角、高度角和信号强度估算的参数，反映了GNSS定位的降级程度和性能水平，可以作为定位性能评估和环境场景辨识以及进一步改善定位性能的指标。在GPS卫星数据的基础上增加了北斗三号卫星，提出了一种基于FSO和可见星的动态时间规整匹配方法。建立铁路场景的FSO参数模型库，将大量的历史铁路沿线GNSS观测数据应用于场景区段FSO建模，利用动态时间规整(Dynamic Time Warping, DTW)算法将场景区段的FSO参数模型与FSO模型库进行匹配。利用了北京三家店站现场实验数据进行算法验证，验证结果表明基于DTW算法的场景匹配方法可以有效辨识铁路场景的类型。     

基于数字变频处理的GPS/BDS双模捕获

全球定位系统(Global Positioning System,GPS)与“北斗”定位导航系统(Beidou Navigation Satellite System,BDS)的双模导航能够提高定位稳定性与精确性,但通常在前端硬件设计中需要建立双通道对GPS和BDS射频信号分别进行处理,极大地增加了硬件设计复杂度以及功率的消耗。针对双通道硬件设计的复杂性问题,提出了在Matlab环境下对GPS/BDS双频信号进行数字变频处理的方法。该方法将硬件中的变频功能在软件中实现,从而降低了硬件设计的复杂度且保证了算法与不同全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)以及前端硬件的兼容性。实验结果表明,在不同的单通道硬件设计下,利用该方法能够成功在软件中消除与L1或B1的频偏得到捕获信号,并捕获到GPS/BDS可见卫星信息。     

SINS/GNSS/JTIDS紧耦合组合导航技术研究

采用紧耦合技术、非等间隔分散滤波等方法,设计完成 SINS/GNSS/JTIDS 组合导航系统信息融合算法,并在实验室条件下进行了仿真,结果表明系统的滤波算法可靠,导航精度高。     

一种针对用户GNSS时钟的转发式欺骗方法

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)转发式欺骗干扰具有系统搭建容易、干扰实施方便、成本低等优点,目前已成为一种重要的GNSS欺骗方式。针对多峰值抗转发欺骗干扰检测算法,提出一种针对目标接收机GNSS时钟的转发式欺骗干扰方法。相比于传统转发式欺骗的各通道卫星信号时延一致的特点,该方法根据待欺骗接收机和转发式欺骗源的位置计算各卫星通道转发时延,使待欺骗目标接收到的GNSS欺骗信号的时延为伪码周期整数倍,并随时间自适应动态调整转发时延,使得欺骗检测失效,进一步欺骗静态目标接收机的GNSS时钟。模拟实验和仿真实验验证了该转发式欺骗方法的有效性。     

BDS机载天线增益适航性分析与验证

基于航空无线电技术委员会(Radio Technical Committee for Aeronautics, RTCA)等的相关技术标准,结合卫星通信链路预算理论,给出全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)机载天线增益适航性分析的理论方法,并对北斗卫星导航系统(Beidou Navigation Satellite System, BDS)机载天线增益进行适航性分析计算。以BDS机载天线增益适航性分析结果为设计指标进行BDS B1I频段机载无源天线的验证设计与仿真。BDS机载无源天线仿真结果满足设计指标,并具有良好的低仰角增益与圆极化性能。证明了所给GNSS机载天线增益适航性分析方法的可行性与BDS机载天线增益适航性分析结果的合理性。     

面向卫星导航信号的外辐射源雷达软件化模拟器设计

面向全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)信号的外辐射源雷达,是一种利用环境中GNSS信号作为非合作照射源进行探测的雷达。为满足基于GNSS信号的外辐射源雷达系统仿真和信号处理算法设计评估的需要,通过对该雷达系统组成与工作原理的分析,完成了面向GNSS信号的外辐射源雷达软件化信号模拟器的设计与实现。给定仿真场景下软件化模拟器输出信号处理和分析的结果验证了该模拟器可根据输入参数与模型正确完成信号仿真。     

一种快速选择GPS卫星的方法及其应用

基于给定的门限误差,以搜索相同卫星数目组合的最小定位中误差为计算准则,提出一种快速选择GPS卫星的方法,理论分析和实例计算结果表明：采用该方法选星作定位计算的精度和速度均优于以搜索4颗卫星结合的最小几何精度因子（GDOP）为计算准则的常规选星方法,并有效地抑制信品比观测历元可能出现的极大定位误差。说明该方法有于GPS导航数据处理的合理性,可行性。     

Android智能手机GNSS数据质量综合评估及定位精度分析

随着全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)的发展，智能终端在导航定位和位置服务中的应用日趋广泛，但是针对其GNSS原始观测数据的综合研究分析不足。选取具有代表性的智能手机，从数据完整率、周跳比、信噪比(Signal to Noise Ratio, SNR)、多路径误差、卫星可见数和伪距单点定位等方面，综合评估智能手机的GNSS数据质量及定位精度。研究结果表明，智能手机的锁星能力及GNSS数据质量水平存在一定差异，其BDS数据完整率最高为94.73%,GLONASS最低为81.14%;大部分周跳比相对测量型接收机略差，个别相差较大；SNR均值最大值为35.19 dB-Hz,同一频点SNR均值的差值最大为14.85 dB-Hz; L5频点的多路径误差均值最小为0.72 m。智能手机观测数据质量整体低于测量型接收机，并非双频手机的所有数据质量优于单频手机，L5/E5信号的多路径抑制功能并非对所有的智能手机都适用。双频信号比单频信号能更有效地对抗多路径效应，提升定位精度。     

定位用SINS/GPS组合算法仿真及分析

从SINS／GPS（Strapdown Inertial Navigation System／Global Position System）组合系统算法设计的总体方案入手，给出了低动态载体定位或高动态载体短时定位用的一种捷联解算算法，推导了SINS／GPS组合算法采用的惯性测量误差方程，结合某载体运动参数，对几种情况下的SINS／GPS组合定位误差进行了仿真，并对仿真结果进行了比较，为工程应用奠定了基础。