高空长航时无人机导航系统研究

以高空长航时无人机为研究背景,从我国国情出发,对捷联惯性导航系统(SlNS)、全球定位系统(GPS)、"北斗"卫星导航系统(BDSNS)和大气数据系统(ADS)在高空长航时无人机导航系统中应用的可行性进行了分析,在此基础上提出基于自适应联邦滤波的SINS/GPS/BDSNS/ADS组合导航系统方案,建立了组合导航系统的状态方程和量测方程,给出了自适应联邦滤波算法,并设计开发了组合导航仿真系统.通过对GPS被关闭或限制使用等典型情况的计算机仿真,表明该系统具有较高的导航精度和良好的可靠性.     

基于GFSINS/COMPASS-M1的导弹组合导航技术研究

无陀螺捷联惯导系统与北斗二号卫星定位系统优势互补,组合导航具有一定的工程应用价值.首先设计了一种九加速度计配置方案,基于矢量力学理论,推导了角速度变化方程,利用智能加权和曲线拟合方法给出了其计算方程,并推导了系统误差方程,然后建立了组合导航系统状态方程和观测方程,应用Kalman滤波技术完成了系统参数解算.仿真结果表明,组合导航系统具有精度高、成本低、可靠性好的特点.     

北斗卫星导航定位中PVT解算研究

随着科学技术的快速发展,我国北斗卫星导航定位系统越来越完善,但是仍然存在不足之处,PVT解算可以对接收机后端的信息进行有效处理,通过该解算可以获取相应的时间信息、速度信息以及位置信息.本文首先对北斗卫星导航系统以及导航处理模块功能进行了简要概述,在其基础上论述了相应的计算原理,采用Kalman滤波与PVT结合的方式,改善了定位效果,从而使得定位的精度有所提高.     

车辆GPS/DR组合导航方法研究

车辆组合导航技术是解决车辆自主定位（AVL）的一个有效途径。本文介绍了车辆组合导航系统的原理,建立了采用速度观测量的定常加速度滤波模型,实验结果表明车辆组合导航定位系统的精度和可靠性得到很大提高。     

GPS/DR车辆组合导航改进的粒子滤波算法研究

粒子滤波是一种基于Monte Carlo仿真的最优回归贝叶斯滤波算法,在组合导航系统的观测精度较低时能获得较好的滤波效果,但在观测精度较高时,不但可能导致滤波发散,而且存在重要性分布函数难以选取,出现粒子退化的现象。为了克服这些缺点,文章研究GPS/DR车辆组合导航改进的粒子滤波算法,提出了基于改进粒子滤波算法的GPS/DR车辆组合导航信息融合技术。采用马尔科夫链蒙特卡洛(MCMC)移动方法,移动粒子样本到状态空间中的新位置,既保证了移动后的粒子样本和实际概率函数同分布,又防止了大量后选粒子被拒绝。用改进的粒子滤波算法和扩展Kalman滤波算法,分别对GPS/DR车辆组合导航系统进行仿真实验,结果表明,改进的粒子滤波算法能减小导航定位误差,滤波性能明显优于扩展卡尔曼滤波。     

军转民推广技术

多模多频卫星导航产品检测技术 技术开发单位 中国空间技术研究院第五一四研究所 技术简介 基于该技术开发的卫星导航产品检测系统支持北斗、GPS、格洛纳斯、伽利略等四大卫星导航系统的星座及信号体制,可进行射频信号的有线测试和无线测试,能够满足导航芯片、模块及其组成的导航型、授时型和测量型卫星导航接收机的测试需要,符合我国北斗卫星导航系统产业化发展趋势.目前,该技术已成功应用于交通运输、安全生产、气象等行业,以及北斗重大专项领域的卫星导航产品检测工作中.     

顾及PDOP的车载BDS PPP/INS自适应定位方法研究

针对车辆在城市峡谷、高架桥梁、密林等环境下可见卫星分布不佳导致导航精度变差的问题,提出一种顾及位置精度因子(PDOP)的自适应北斗卫星导航系统(BDS)精密单点定位技术(PPP)/惯性导航系统(INS)紧组合方法.选择消电离层组合模型作为BDS PPP的函数模型,并对影响定位精度和收敛速度的误差项进行分析处理.依据反映...     

刊首语

4月30日,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙改进Ⅰ型运载火箭成功将北斗二号第12、13颗北斗导航卫星送入预定轨道,这是我国首次采用“一箭双星”方式发射导航卫星,对提高我国北斗卫星导航系统组网效率、加快北斗卫星导航系统工程建设具有重要意义.     

我国自行研制的第一颗导航定位卫星“北斗导航试验卫星”发射成功

据新华社报道 ,我国自行研制的第一颗导航定位卫星“北斗导航试验卫星” ,1 0月 31日凌晨零时零二分在西昌卫星发射中心发射升空 ,并准确进入预定轨道。“北斗导航试验卫星”由中国航天科技集团空间技术研究院研制。据有关部门介绍 ,为满足国内卫星导航需求 ,我国将自行建立第一代卫星导航定位系统———“北斗导航系统”。“北斗导航系统”是全天候、全天时提供卫星导航信息的区域导航系统。这个系统建成后 ,主要为公路交通、铁路运输、海上作业等领域提供导航服务 ,对我国国民经济建设起到积极推动作用。“北斗导航试验卫星”的首次发射成…     

伪卫星空中基站定位高性能算法研究

伪卫星作为卫星导航系统的重要增强手段,能够克服卫星系统在导航定位及武器精确制导方面存在的缺点。针对伪卫星空中基站位置不易精确确定的问题,设计了临近空间伪卫星空中基站定位SINS/CNS/SAR组合导航系统,建立了组合导航非线性数学模型;在吸收抗差自适应滤波、高斯滤波和粒子滤波优点的基础上,提出了一种抗差自适应高斯混合Sigma点粒子滤波算法。将提出的算法应用于SINS/CNS/SAR自主导航系统进行计算仿真,并与Unscented卡尔曼滤波和粒子滤波比较,结果表明:提出的新算法能够满足伪卫星空中基站自主导航定位的需求,导航精度明显高于Unscented卡尔曼滤波和粒子滤波算法。     

车辆GPS/DR/DM组合导航系统的研究

研究了车载GPS/DR/DM组合导航系统.通过分析GPS(GlobalPositioningSystem)和DR(Dead-Reckoning)各自导航、定位的原理及特点,以及DM(DigitalMap)的特点,设计了一种新型的低成本车辆兵器GPS/DR/DM组合导航系统,并且用自适应的扩展卡尔曼滤波对组合系统进行了仿真实验,证明了本系统的可行性.车辆GPS/DR/DM组合导航系统无论从精度还是可靠性来说较常规的导航系统都有明显的改善和提高,GPS/DR/DM组合导航系统是一种较为理想的车辆导航系统.     

陆基增强/双星定位组合系统

提出了通过建立陆基增强系统来提高双星定位能力的技术方案，对该方案实施的可行性进行了理论分析，给出了陆基导航台和用户接收机的结构原理，分析设计了陆基导航台和双星的时间同步技术方案，对比研究了双星系统与陆基增强／双星系统的定位精度问题，得到了一些有参考价值的结论。增强后的双星系统用户端安装导航处理器，工作方式转为被动无源工作模式。分析表明，对双星系统增强后，提高了导航的可靠性，减小了定位几何系统GDOP，提高了定位精度。     

辅助北斗导航中参考基站服务范围评估研究

为了提高移动定位性能,增强北斗导航系统的应用能力,降低移动网络的投资成本,提出了一种新的辅助卫星移动定位中参考基站服务范围的评估方法,并对辅助北斗导航中参考基站的服务范围进行了评估。首先利用STK建立北斗导航系统模型,模拟出实际的应用场景;然后在该场景下通过改变参考基站与UE的距离,分别计算出二者观测到同一卫星的区间链路数据;最后通过观测到同颗卫星的持续时长分析出参考基站的服务范围。结果表明,参考基站服务范围对基站与UE观测同一颗卫星的可见时长有着较强的影响,当参考基站服务范围超过300km时,就会严重影响到北斗的辅助性能。研究结果为辅助北斗移动定位业务的开展提供先验信息。     

车载组合导航的自适应滤波

针对车载组合导航信息融合的高精度、高可靠性等要求,提出了一种组合导航的自适应集中滤波算法.该算法的主要思想是:以判别观测数据中的野值存在与否为算法切换条件,存在野值时采用改进的增益矩阵滤波处理方法,不存在野值时则采用模糊自适应集中滤波方法.将此方法用于SINS/GPS车载组合导航系统,实验表明,采用的这种自适应滤波方法,能够有效抑制滤波发散,滤波精度和收敛速度优于常规集中滤波,是一种有效的车载组合导航算法.     

基于Xenomai实时Linux的北斗/GPS导航接收机

设计了一种基于Xenomai实时Linux的北斗/GPS导航接收机. 该接收机主体采用SoCFPGA进行实现,其中HPS上的基于Xenomai的Linux实时操作系统负责系统初始化、任务调度、射频前端驱动、捕获和跟踪环路的控制、位同步和帧同步处理以及定位解算等,而数据采集、卫星信号捕获和跟踪等部分由FPGA实现. 经测试,该接收机中的实时操作系统的任务响应延迟小于15 μs,实时性能够满足北斗/GPS导航接收机对实时性的要求,且接收机的CEP测试结果达到2.290 4 m,能达到定位需求. 此外该接收机能够支持输出差分定位的原始数据及扩展组合导航.     

一种基于北斗卫星导航系统的校时系统

为了更好地利用北斗卫星导航系统（BDS）提供的开放式免费授时服务,摆脱计算机终端系统校时对全球定位系统（GPS）的依赖,在分析了BDS功能特点和授时原理的基础上,以和芯星通公司BDS接收模块UM220芯片为平台搭建了校时硬件电路,给出了计算机终端校时系统软件实现及工作过程。系统运行结果表明,设计的校时系统可靠性高,授时精度可满足计算机终端系统的要求,具有较大实用价值。     

New autonomous celestial navigation method for lunar satellite

Celestial navigation system is an important autonomous navigation system widely used for deep space exploration missions, in which extended Kalman filter and the measurement of angle between celestial bodies are used to estimate the position and velocity of explorer. In a conventional cartesian coordinate, this navigation system can not be used to achieve accurate determination of position for linearization errors of nonlinear spacecraft motion equation. A new autonomous celestial navigation method has been proposed for lunar satellite using classical orbital parameters. The error of linearizafion is reduced because orbit parameters change much more slowly than the position and velocity used in the cartesian coordinate. Simulations were made with both the cartesiane system and a system based on classical orbital parameters using extended Kalman filter under the same conditions for comparison. The results of comparison demonstrated high precision position determination of lunar satellite using this new m     

基于北斗导航系统的航标遥控遥测单元设计

针对远离海岸线GPRS信号无法覆盖区域航标的遥控遥测需求,设计研发了基于北斗导航系统的航标遥控遥测单元,介绍了水文气象采集模块、航标状态监控模块、中央处理模块和数据通信模块的设计原理,实现了航标的智能化管理及海洋水文气象信息的感知.     

基于国产容器云平台的北斗仿真系统设计与实现

北斗卫星导航系统为我国自主研发的全球卫星导航系统,已在多个领域得到广泛应用。近来年网络安全事件的频繁发生,对航天领域的安全提出了较大挑战,目前其仿真平台大部分基于x86架构,迫切需要构建一套自主可控的北斗卫星仿真模拟环境。针对低轨卫星模拟环境的国产化需求,提出基于国产容器云平台的北斗导航仿真应用的设计思路和实现方法,运用容器云微服务发布和集群负载功能提高了系统的高可用性和高效性,解决国产环境性能瓶颈和IO传输瓶颈。通过北斗导航仿真模拟实验验证了低轨卫星应用系统基于国产容器云平台的正确性和适用性,对于加速航天模拟仿真系统国产化替代、推动航天领域向自主可控方向的迈进具有重大意义。     

捷联/天文/多普勒组合导航技术在舰船导航中的应用

为了提高舰船组合导航精度与可靠性,针对其特殊应用场合,将天文导航系统提供的位置和姿态信息、多普勒速度声纳提供的舰船速度信息与捷联导航系统进行信息融合,分析了捷联惯性导航系统、天文导航系统和多普勒导航系统的原理,分别建立了组合导航系统信息融合状态方程和量测方程,并对组合导航系统进行了系统仿真实验,实验结果表明,模糊自适应Kalman滤波器收敛速度快,具有一定的容错能力,在天文辅助捷联组合导航系统中可以有效地提高水面舰船组合导航系统的精度.