双星定位系统中星历误差的分析与研究

为了研究星历误差对双星定位系统定位精度的影响,根据双星定位系统定位的数学模型,分析各种测量误差对系统定位精度的影响,推导出了差分定位体制下系统的定位误差模型.重点研究了星历误差对其定位精度的影响,并推导出了其数学误差模型,得出系统经过差分修正后较大的星历误差可等效于一个较小的测距误差的结论,并在一定条件下给出了其仿真结果,从而揭示了星历误差影响系统定位精度的规律.研究结果为分析其他误差因素对其定位精度的影响奠定了基础.     

天基无源定位与现代小卫星技术

介绍了基于现代小卫星技术的天基无源定位系统几个主要技术层次——单星定位、双星定位、编队飞行、卫星星座；论述了各个技术层次的基本概念、特点和关键技术。详细分析了适合我国国情的双星无源定位方案，该方案依靠2颗同轨小卫星，采用到达时间延迟／到达频率延迟(TDOA／FDOA)定位方式，实现对辐射源的实时、精确定位，数值计算结果进一步揭示了定位精度与TDOA／FDOA测量精度的关系；具体研究了卫星编队飞行的天基干涉仪应用方式的可实现性，认为应当通过对TDOA或FDOA的测量实现基于卫星编队飞行的无源定位。     

AGV用GPS/DR组合导航信息融合

目的 研究一种满足室外自动导引小车(AGV)导航要求的高精度、低成本的组合导航系统.方法 应用信息融合技术,通过航位推算系统辅助GPS定位,并采用卡尔曼滤波的融合算法,克服了GPS信号的遮蔽与中断问题,使组合系统能够较好地满足AGV导航定位的需要.用VC ++编写融合算法以及实验控制程序,实现了实验数据的采集以及对AGV的运动控制.结果 给出了GPS单独导航和GPS/DR组合导航两种工作状态下的位置误差,从对比中可以看出,组合导航系统的定位精度比GPS单独导航的定位精度提高了50%.结论 组合导航系统可以减小甚至消除推算定位系统随时间积累的误差,并在任何情况下能较好地实现AGV的实时、可靠、准确定位.     

导航设备集中监控系统信号采集与传输

论述了导航设备集中监控系统中导航设备运行参数的采集与传输,重点分析了模拟信号和数字信号的采集,并提出了利用调制解调器作为通讯接口的数据传输方案,该系统已经在民旅 东北空管局导航站试运行,达到了导航台站无人职守的目的。     

联邦卡尔曼滤波在水下航行器组合导航系统中的应用

为了提高水下航行器的导航定位精度,设计了以捷联式惯性导航系统、地形匹配、多普勒计程仪等构成的组合导航系统,建立了各子导航系统的误差模型,采用联邦滤波技术对水下组合导航进行信息融合,建立了水下组合导航系统的观测方程并进行了计算机仿真.仿真结果表明:使用联邦卡尔曼滤波技术进行信息融合提高了组合导航系统定位精度和定位可靠性,能满足水下航行器高精度和高可靠性的要求.     

基于联邦滤波的INS／GPS组合导航系统数据融合研究

针对INS导航定位的精度低、GPS导航定位的非自主性,采用INS／GPS组合导航的方式,重点阐述了系统模型的建立,在Matlab／Simulink平台下对系统进行仿真实验时,采用了基于无重置的联邦卡尔曼滤波器的组合方案,实验表明了组合系统比任何单一的导航系统的定位精度都要高,是一种可行的导航方法．     

一种基于VINS/FINS组合导航方法

针对视觉惯性组合导航系统中微惯性器件精度偏低,以及足部惯性导航系统航向角误差可观测性差的问题,研究了一种基于上述两种系统的信息双向融合的导航定位方案. 该方法的系统结构由安装于双足步行机器人躯干部分的惯性导航系统和安装于其足部惯性导航系统两部分组成. 惯性导航系统通过视觉同时定位与地图构建数据融合方法可以获得相对准确的航向角,足部惯性导航系统利用零速修正后的位置信息实时修正惯性导航系统中的低精度惯性器件误差,从而构建视觉与惯性信息双向融合的组合导航系统结构. 实验结果表明,该组合导航方案可以有效提高双足步行机器人的航向精度和定位精度.     

基于北斗导航的短消息收发信道系统的研究与设计

GPS定位系统和GLONASS导航系统是目前应用最广泛的导航技术,提高北斗导航的数字信号收发信道的工作效率可以增强北斗导航系统的市场竞争力。通过对北斗导航信号收发机的工作原理和工作流程的探讨,设计了北斗导航短消息收发信道系统。该系统中的3个模块是北斗导航短消息收发信道系统的核心技术,这提高了北斗导航系统的市场竞争力。设计合理的短消息收发信道系统,对提高北斗系统的工作效率和导航精确度至关重要。     

高精度光纤陀螺组件标定方法

为了提高光纤陀螺组件的标定精度,从三轴惯导测试转台技术指标入手,根据惯导测试转台定位精度高的特点,设计了六位置静态分立式标定方案.通过设计一定的标定路径,利用地球转速和当地地理纬度,激励出陀螺的标度因数、安装误差和零位等12个参数,新的标定方案避免了标度因数和安装误差对零位的影响.对自研光纤陀螺捷联惯导系统在三轴惯导测试转台进行传统标定和六位置静态分立式标定,并将标定结果用于静态导航实验,多次实验结果表明,与采用传统标定结果的导航定位误差相比,采用六位置静态分立式标定结果的导航定位误差显著降低.     

科技成果推介

１无线电定位系统的精度提高及与通信系统的综合化技术 该项技术解决了在移动通信、导航、航空电子综合技术等领域中，如何测定目标的位置，怎样提高定位精度，怎样把无线定位与通信测控融于一体等问题。首次提出了一种适于通信定位综合化的时空调制技术，用不同天线的传播相差来调制信号空间，单天线接收机就可接收包含方位信息的通信信号；针对飞机着陆等近距差分定位应用，首次提出了提高选星仰角门限和加权几何精度因子选星抗多径的新方法。 项目单位：南京航空航天大学 联系电话：０２５－４８９２４２０ 联 系人：宋茂忠２农五型飞机…     

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。     

HLA/RTI卫星导航对抗仿真技术研究

卫星导航系统是一种高精度的天基导航系统,它逐渐代替了地面区域的导航系统,这一变革将从体制上改变航空业、航海业的现状,也给人们的日常生活和生产带来了前所未有的变化。为了更好地掌握卫星导航技术并且有效试验和演示导航系统下的干扰和抗干扰、欺骗和防欺骗的新技术和新思想,借助分布式高层体系结构HLA/RTI建立卫星导航对抗的仿真系统,并在此仿真系统下展开对卫星导航系统相关技术的研究。在仿真系统中采用适当的时间推进使得各仿真成员时间一致,采取合理的数据分发机制以减少数据的冗余和网络资源的浪费.     

一种新型缝隙耦合宽带圆极化介质谐振天线

设计了一种宽带圆极化介质谐振器天线,天线可应用于全球卫星导航定位系统（GPS）和无线宽带通信系统中。构建了一种鼠笼形的宽带一分四90°相移功分微带馈电网络,采用缝隙耦合对介质谐振器馈电。天线结构紧凑,其阻抗带宽从1．03GHz—1．82GHz,阻抗带宽为53．2％。低于3dB的轴比带宽从1．09GHz-1．83GHz。半功率波瓣宽度为70°,圆极化波瓣宽度（AR〈3dB）超过100°,天线的工作频段覆盖了现有的卫星导航定位系统（SNS）,适合做卫星导航定位接收机天线。     

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.     

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.     

气压高度表增强GPS组合导航系统数据融合

针对在精密进场着陆阶段GPS信号易受干扰及高度准确性较差、气压高度表对气压及温度敏感的特点,提出了一种提高垂直方向定位精度的组合导航系统。基于GPS定位误差、气压高度表误差以及其“当前”统计模型,建立了系统的状态方程和观测方程,给出了采用迭代Kalman滤波的数据融合算法。理论分析仿真和实验结果表明,迭代Kalman滤波算法提高了垂直方向上的定位精度与实时性,改善可用性,性能优于Kalman滤波,保证了飞机在进近阶段的安全性和可靠性,可以作为精密进近阶段的着陆引导系统.     

北斗车辆自适应组合导航技术研究

车辆在“城市峡谷”、高架桥下、隧道等环境利用北斗卫星导航系统进行导航过程中,存在卫星导航信号易受遮挡和干扰的局限性.将北斗卫星导航系统同惯性导航系统、里程计等传感器进行组合,运用Kalman滤波技术进行多传感器的信息融合,能够较好地提高导航精度以及导航系统整体的自主性、抗干扰性、容错性和可靠性.针对现有车辆导航系统可靠性不高的问题,着重对基于Kalman滤波的北斗车辆自适应组合导航可靠性进行了相关研究.     

面向源路由约束的全球导航卫星系统链路分析

未来的全球导航卫星系统GNSS （global navigation satellite system）的发展趋势是把导航和通信有机合理的结合在一起,使得导航系统中的卫星结点组成网络并实现网内结点间的数据交换,而这种网内卫星结点的通信主要为实现导航系统的自主导航或减少系统对于地面站的依赖提供支撑.为了研究路由的卫星导航网络特性,参照国内外真实的系统和研究成果提出了3种具有全连通性质的永久星间链路的建立方式,给出了不同建立方式下星间链路的距离、俯仰角和方位角的时变特性,结合这些特性分析了是否满足路由策略的要求,给出了在导航星座网络中的可行性分析以及初步的路由策略考虑,总结了全球导航卫星系统路由策略的优缺点,最后对全文进行总结.     

小型无人机GPS／航程推算组合导航系统研究

探讨了在无人机上发展ＧＰＳ／航程推算自式组合导航系统的必要性和可行性；对利用ＧＰＳ定位信息进行导航时所需的坐标转换问题作了分析研究；并对研制的ＧＰＳ／航程推逄组合导航系统的设计思想，总体方案，工作原软硬件结构作了介绍，给出了在小型无人机上进行导航试验的结果。