BDS/GPS组合导航系统选星算法研究

针对双系统组合导航模式下常用的最佳选星法存在运算量大、硬件设计复杂、实时性差等缺点,提出了基于 BDS/GPS 双系统组合导航模式的模糊选星算法。首先说明了靶场试验中采用 BDS/GPS 双系统组合导航模式的必要性,然后对组合导航系统定位精度的关键影响因子、 可用星数量及选择方式进行了分析,并给出了基于 BDS/GPS 双系统组合导航模式的模糊选星算法的详细解算步骤。实验结果表明,该算法简单易行,定位精度高,实时性好,对靶场试验品的导航定位具有重要参考价值。     

正逆向滤波在惯性卫星组合导航中的应用

为满足高性能惯性/全球卫星导航系统(GPS)组合导航的要求,进一步提高卡尔曼滤波算法在组合导航定位中的解算精度,考虑利用逆向数据处理和加权平滑的融合算法,提出一种正逆向融合的卡尔曼滤波算法应用于惯性/GPS的松组合导航中。分析了正逆向融合的卡尔曼滤波算法的解算方法,并与普通正向卡尔曼滤波算法做出比较。实验部分采用车载传感器采集的实测数据,通过对两种方法解算结果的误差分析,表明了正逆向融合的滤波算法在定位精度方面优于传统正向滤波算法。     

多卫星导航系统组合定位解算

主要研究由GPS、Galileo和北斗等多个卫星导航系统互相辅助,实现组合定位解算。由于各独立卫星导航定位系统的卫星星座规模有限,可提供的卫星定位服务的精度、可靠性无法得到保障。为了提高定位精度,在传统卫星定位解算的理论基础上,提出了利用多种系统组合定位的方法,可明显改善可见卫星结构,提高定位精度,从而保证定位结果的可靠性和连续性。     

一种改进EKF的双模导航系统的定位算法

针对提高GPS/BDS双模导航系统的伪距单点定位精度问题,研究了GPS/BDS双模导航系统定位的解算方法,并对组合系统构建数学模型,引入扩展卡尔曼滤波(EKF)器进行定位解算,初始化权矩阵时通过牛顿迭代法改进矩阵求逆运算,并通过使用分段函数改进EKF中的权矩阵P,提出一种基于EKF的GPS/BDS导航定位解算方法。理论分析和实验结果表明,通过对比单GPS系统和最小二乘解算方法,利用双模系统并通过EKF能将定位精度在水平方向提高10%,高程方向提高43%,并极大地减小了运算量,提高系统的可靠性和完好性。     

EKF在GPS导航定位中的应用研究

论文中针对GPS星座轨道参数及系统特性,建立基于伪距测量误差模型的导航定位状态方程,利用扩展卡尔曼滤波算法（EKF）,对GPS定位解算精度进行仿真实验分析。仿真结果表明,EKF明显优于最小二乘算法,具有较高的滤波精度,可以更好地满足GPS用户定位精度要求。     

GPS/GLONASS导航定位中卫星位置和速度的计算

介绍了GPS和GLONASS卫星导航系统的星历参数,详细讨论了在GPS/GLONASS组合导航定位解算中卫星位置和速度计算的方法和流程,利用c语言完成了该算法的实现并用于组合导航接收机PVT解算。实验结果证明：该组合PVT解算程序能顺利完成定位,且优于单独使用GPS进行定位。     

JTIDS惯导GPS组合导航算法研究

针对JTIDS相对导航算法在实际应用中存在的不足,比如位置信息更新率较低、无姿态信息等,结合惯导系统、GPS卫导系统的导航优势,研究了JTIDS相对导航与惯导/GPS进行组合的导航算法,对两种导航算法即JTIDS/惯导组合导航算法、JITDS/惯导/GPS组合导航算法进行了仿真对比分析,验证了导航算法的有效性,仿真结果表明组合了GPS的导航算法比没有组合GPS的算法,较大程度提高了定位精度,仿真分析结果为实际工程提供了一定的理论参考。     

BD-2/GPS组合系统的设计与定位算法

目前世界上4大主力卫星导航定位系统的兼容技术日益提高和完善,在这种客观需求下使多系统联合定位成为可能。为达到两种系统组合定位的目的,将中国北斗二号(BD-2)与GPS技术相融合,在BD-2单系统定位原理的基础上提出了BD-2/GPS构成的组合接收系统的设计思路和BD-2/GPS组合导航定位系统的数学解算方法。在定位算法上采用了加权最小二乘法对组合导航定位系统进行解算,并通过MATLAB软件对数据结果进行计算和分析,证明了此种算法的可行性和可靠性。     

伽利略／GPS组合系统定位算法研究

采用多卫星导航系统组合可提高导航定位的精度，但仿真发现Galileo／GPS组合系统的一般最小二乘算法定位精度反而不如Galileo系统。本文分析了该现象的原因，提出采用加权最小二乘和卡尔曼滤波的方法。仿真表明卡尔曼滤波方法定位精度最高，但存在计算量大的问题，对此提出基于选星的改进措施，在保证定位精度的前提下，使计算量得到有效减少。     

基于北斗RDSS的GPS区域差分技术

本文提出了一种基于北斗RDSS的GPS区域差分技术的实现方案,该方案克服了差分GPS技术受到参考站和用户站之间距离的限制。本系统中基准型GPS接收机伪距修正数的计算、用户接收机导航解算所需的卫星星历数据、时间数据、伪距信息和伪距修正数的提取以及差分算法实现和接收机定位算法全部在DSP＋FPGA中实现。通过试验数据分析比较可见,采用基于北斗RDSS的GPS区域差分技术,对GPS导航定位精度有明显提高,该技术为未来实现高精度GPS导航定位有一定的参考价值。     

一种顾及系统间偏差的GNSS差分定位研究

伪距差分定位由于其终端价格低廉,算法简单,不需要初始化模糊度,精度较高等特点在实时导航定位中应用较为普遍。随着北斗、伽利略等全球卫星导航系统的发展,多模组合将会提高导航定位的精度、可靠性及可用性。然而现有的多模组合方法大都是系统内的简单组合, 研究不同卫星导航系统的系统间偏差有利于减少多模定位模型的未知参数,提高不同系统的互操作性及组合定位的性能。本文主要针对 GPS/GLO/BDS/GAL 研究了差分 GNSS 定位的系统间偏差 (inter-system bias, ISB),分析了以 GPS 为参考系统的差分定位所需的 ISB 特性以及引入先验 ISB 后的差分 GNSS 定位效果。实验结果表明差分 ISB 日变化稳定性优于 2cm,差分 ISB 与码的频率及接收机类型密切相关,引入先验 ISB 后,对于城市峡谷等复杂环境下的导航定位,其可用性及精度明显提高。     

GPS与Galileo系统组合应用精度分析

从GPS与Galileo系统共用频段角度出发,简要论述了两大系统频率和信号计划。详细分析了BOC调制体制下GPS和Galileo系统各项误差源对用户等效距离误差影响,其中包括了接收机伪随机码测距噪声误差、电离层误差和多路径误差等。根据GPS、Galileo系统和GPS+Galileo系统组合3种情况下卫星几何分布,分析给出了3种情况下的定位精度结果。     

GPS和Galileo导航电文设计分析

导航电文设计的优劣直接影响卫星导航定位的可靠性,该文以GPS和Galileo导航系统的导航电文设计为例,汇总了GPS和Galileo系统导航电文设计的最新成果,比较分析GPS传统的导航电文格式NAV和新的民用导航电文格式CNAV以及Galileo系统的导航电文,并对导航电文数据结构、编排方式、差错控制以及播发方式等方面的性能进行评估,进行导航电文的优化设计,以期为我国北斗导航系统的电文设计提供借鉴。     

全球卫星导航系统的发展概况

今天,卫星导航系统已经在大量应用中广泛使用,而且总的发展趋势是为实时应用提供高精度服务。迄今为止,比较完善的卫星导航系统已经有美国ＧＰＳ和俄罗斯ＧＬＯＮＡＳＳ系统,它们的定位和定时精度都能满足严格的军用定位和定量要求。而对大量的卫星导航需求,欧洲计划推出自己的卫星导航系统Ｇａｌｉｌｅｏ。本文对现有的ＧＰＳ和ＧＬＯＮＡＳＳ系统进行了描述和比较,并对Ｇａｌｉｌｅｏ系统的计划方案进行了简要说明。     

An advanced dual-frequency positioning algorithm for satellite navigation receivers

With the development of the Ground Positioning System (GPS) modernization and the expectable implementation of Galileo, people pay more and more attention to civil applications on multi-frequency signals. This paper proposes a new and advanced positioning algorithm for the dual-frequency satellite navigation receivers, concerning the various influences of all the ranging error sources and taking advantage of the Klobuchar single-frequency ionospheric model. The paper also presents positioning precision prov...     

Design and practical implementation of multifrequency RF front ends using direct RF sampling

The use of direct RF sampling has been explored as a means of designing multifrequency RF front ends. Such front ends will be useful to multifrequency RF applications such as global navigation satellite system receivers that use global positioning system (GPS) L1, L2, and L5 signals and Galileo signals. The design of a practical multifrequency direct RF sampling front end is dependent on having an analog-to-digital converter whose input bandwidth accommodates the highest carrier frequency and whose maximum sampling frequency is more than twice the cumulative bandwidth about the multiple carrier signals. The principle of direct RF sampling is used to alias all frequency bands of interest onto portions of the Nyquist bandwidth that do not overlap. This paper presents a new algorithm that finds the minimum sampling frequency that avoids overlap. This design approach requires a multifrequency bandpass filter for the frequency bands of interest. A prototype front end has been designed, built, and tested. It receives a GPS coarse/acquisition code at the L1 frequency and GPS antispoofing precision code at both L1 and L2. Dual-frequency signals with received carrier-to-noise ratios in excess of 52 dB-Hz have been acquired and tracked using this system.     

GPS/BD-2兼容接收机信息处理系统的设计与实现

为实现GPS与我国的北斗二号（BD-2）兼容导航接收机的信息处理系统,在单系统定位数学模型上建立了GPS／BD-2组合导航系统的数学模型,并结合双系统兼容定位特点进行了分析。为了降低定位精度较低的GPS信号对兼容定位精度的影响,提出使用加权最小二乘法进行定位解算的方案,用C／C＋＋语言实现了基于该算法的信息处理软件,并给出了软件流程和结果分析。通过实际测试和调试,证明了此算法及软件的可行性。     

车载GPS/北斗/DR组合导航系统研究

针对移动车辆的定位与导航问题,研究了GPS/北斗/DR组合导航算法.文中采用坐标系变换及增加状态变量法对不同卫星星座进行了时空统一,并在此基础上研究了GPS/北斗卫星组合导航算法;为了克服卫星定位存在的不连续性问题,提出了GPS/北斗卫星导航系统与低成本的航位推算系统组合导航方案,设计了GPS/北斗/DR组合导航滤波器...     

基于北斗的多系统组合定位方法研究

基于多系统组合的导航定位技术应用日益广泛,采用多系统组合导航克服了单一星座系统定位中存在的定位精度差、可见星少、可靠性低等问题。本文提出了基于北斗卫星导航系统的多系统组合定位方法,详细推导了基于北斗的多系统组合用户定位算法模型。比较分析了单一北斗卫星导航系统和北斗、GPS、Galileo 多系统组合条件下服务性能,得出在多系统组合条件下可以极大改善用户观测条件,进而提高了用户导航定位使用效能。