GPS民用双频的载波相位测量定位

运用全球定位系统(GPS)进行定位导航,已在全球众多领域中得到了广泛的应用。在运用这种定位技术的方法中,伪距测量和载波相位测量得到了广泛的应用。载波相位测量的定位精度比伪距测量的定位精度高出两个数量级,在静态短基线载波相位测量中可达到mm量级的精度,在动态实时定位中可以达到cm量级的精度,所以定位的高精度使其具有了广泛的应用前景。但在载波相位测量中存在着整周模糊度求解的问题,故如何有效、快速、简便而精确地求解整周模糊度就成了一个关键问题。基于GPS两个民用频率,探讨和论述求解整周模糊度的方法。     

利用非线性约束整数最小二乘快速求解整周模糊度

整周模糊度的解算是高精度北斗姿态测量的核心问题,本文提出一种利用二次特征值求解非线性约束的最小二乘问题,用于整周模糊度快速求解,并将其应用在单频单历元的北斗姿态测量系统中.该方法将基线长度的先验信息与整周模糊度目标函数整合,构造新的目标函数,提高姿态测量中整周模糊度求解准确度.实验在北斗姿态测量平台上验证该方法的有效性,测试结果表明该方法在北斗单频单历元下,整周模糊度及姿态角求解的成功率有较大提升.     

基于载波相位的高精度室内快速定位算法

为了提高室内无线环境下定位的精度以及位置解算的速度,提出了一种基于载波相位的高精度室内快速定位算法.该算法通过引入参考终端,利用待定位终端和参考终端载波相位测量值间的双重差分完全消除了设备间钟差对定位算法精度的影响.利用锁相环不失锁期间整周模糊度不变的特性,设计了一种基于多时间点测量数据的整周模糊度迭代解算算法,实现了...     

GPS整周模糊度确定方法探讨

近年来，随着GPS的发展和完善，利用GPS载波相位观测量实现高精度实时动态相对定位越来越受到关注。而载波相位整周模糊度的动态确定是其中的关键技术。本文介绍了几种典型的模糊度求解方法，并对它们进行了分析和比较。     

LAMBDA算法在卫星导航定位中的应用研究

卫星导航定位中,基于载波相位观测值的RTK定位技术能够在达到厘米级的定位精度,其核心技术是整周模糊度的快速解算。采用LAMBDA方法能快速解算整周模糊度完成初始化,实时周跳检测,搜索并固定新的模糊度。利用2个NovAtel接收机采集数据,对采集到的数据进行仿真验证。仿真结果显示,该方法缩短了搜索的时间,定位结果达到了精度要求。     

载波相位时间比对技术分析

针对北斗卫星导航系统高动态条件下高精度导航定位测量的需求,采用多历元模型通过对观测方程递归的方法解算初始整周模糊度,提高基于载波相位差分定位的精度,实现参考站和移动站之间的时间比对,解决了移动过程中时间比对的问题.     

基于GNSS系统的整周模糊度解算算法仿真

利用载波相位观测值可以大大提高导航定位精度,但整周模糊度的存在会严重影响结果的准确性。为了解决整周模糊度对载波相位观测值的影响,对LAMBDA算法求解整周模糊度的过程进行分析和设计,提出利用协方差分解来降低模糊度组数之间相关性的算法,设计相应的Matlab仿真验证系统并进行仿真。比较分析不同分解算法下的搜索域的大小以及修正解的准确性。结果表明,下三角分解算法的整周模糊度解算算法在搜索域大小上比上三角分解算法大,且解算速度较快,能运用于后续的姿态解算。     

等式约束最小二乘在“北斗”姿态测量中的应用

针对传统无约束的姿态测量中整周模糊度求解成功率不高的问题,提出利用等式约束快速求解整周模糊度的算法,并将其应用于“北斗”姿态测量。该算法充分利用基线的先验信息,在整周模糊度的求解过程中加入等式约束,同时利用拉格朗日乘子法求解约束整数最小二乘问题,提高了姿态测量中整周模糊度和姿态角的求解成功率。采用静态测试和动态测试验证该算法,结果表明在“北斗”单历元条件下,整周模糊度及姿态角的求解成功率提升30%左右。     

一种改进的整周模糊度去相关算法

全球卫星导航系统整周模糊度去相关算法的性能直接影响到整周模糊度的解算精度和效率。针对整周模糊度去相关算法的性能问题,提出了对协方差矩阵的对角线元素先实施升序排列,后对变换矩阵的对角线元素进行降序排列的方法,进而改进了现有算法的终止条件,提高了去相关解算效果和模糊度搜索效率。数值仿真实验表明,与文献中基于对角线升序排列的去相关算法和迭代算法比较,所提改进算法的去相关性能在高维空间具有明显优势,适用于多星导航系统的整周模糊度求解。     

GPS航姿测量中的整周模糊度搜索技术

整周模糊度的准确求解是GPS载波相位观测中的关键技术之一。在GPS双差姿态测量中将历元双差的初始化、卫星双差的模糊度求解和模糊度函数法有机地结合起来,能够在较少的历元内求解出整周模糊度。实验结果证明这是一种快速而实用的整周模糊度搜索技术。     

利用Kalman滤波修正卫星导航差分RTK定位坐标

卫星导航差分RTK(Real Time Kinematic)定位方法的定位精度极易受到载波相位整周模糊度固定算法的影响,在模糊度固定失败的情况下,差分RTK定位将出现大幅偏差.针对该问题,基于Jerk模型提出了一种利用Kalman滤波修正差分RTK定位坐标的方法.在传统Jerk模型基础上,将卫星导航系统输出的载体运动速度信息引入状态空间模型的观测方程.基于扩展状态空间模型,利用Kalman滤波器实时修正载体的位置坐标.半实物仿真表明,所提方法能大幅改善卫星导航差分RTK定位精度.     

基于部分模糊度固定技术的RTK定位改进算法

差分卫导实时动态定位(RTK)的定位精度取决于载波相位整周模糊度固定算法的成功率。LAMBDA(Least-Squares Ambiguity Decorrelation Adjustment)算法作为最有效的模糊度在航固定算法,其效能易受卫星故障、多径效应等因素的影响。为提高LAMBDA算法的成功率,引入部分模糊度固定技术。改进后的RTK定位算法以模糊度方差值为序,逐步剔除具有相对最大方差的模糊度并利用LAMBDA算法固定剩余的模糊度,直至模糊度固定成功。双动运动平台实测结果表明,改进后的RTK定位的模糊度固定成功率达到100%,其中首次固定成功率达到98.3%。与导航领域公认的事后处理软件定位结果相比,改进后的RTK定位精度达到厘米级。     

双机协同定位误差分析的研究

测向交叉定位技术是协同定位常用方法,针对双机协同测向交叉定位算法及其定位精度进行理论研究和仿真分析。首先给出了交叉定位造成的模糊区的计算方法,并进行仿真;而后重点对测向定位精度进行分析,给出定位算法和误差计算公式,并针对不同载机间距和间距误差、测角误差下的目标GDOP的分布进行了仿真分析。仿真结果表明,定位误差随着间距误差、测角误差的增大而增大,随着双机间距的增大先减小而后增大。     

一种LAMBDA整周模糊度解算正确性的评估算法

针对基于经典假设检验理论的模糊度正确性评估算法的缺陷，提出了一种依据概率指标的LAMBDA（Least Square Ambiguity Decorrelation Adjustment）整周模糊度解算的正确性评估算法。该算法能够有效解决实时动态差分定位中模糊度解算值的可信度问题，降低系统完好性风险。通过对跑车实验中GPS差分定位数据的直接处理及引入多径误差后处理，该评估算法可以在置信水平为99.5%的条件下实时有效地评估模糊度解算值的正确性。     

超短基线水声定位系统相位差解模糊算法研究

基于窄带信号的超短基线水声定位系统通常面临相位差模糊与定位精度之间的矛盾.针对信号频率较高时难以构造传统解模糊方法所需的小于信号半波长阵元间距的问题,提出了一种基于广义最大似然准则的相位差解模糊算法.该算法通过模糊数向量初始化将解模糊问题转化为多元复合假设检验问题,并采用广义最大似然准则判决,进而估计信号方向.该算法无需构造小于半波长的阵元间距,有效扩大了无模糊阵列孔径,且对阵元布放方式要求较低;充分利用了相位差观测数据的统计特性,测向精度接近克拉美-罗界.仿真结果验证了该算法的有效性.     

面向无人机进场的伪卫星布局与定位仿真技术

伪卫星系统能够在全球导航卫星系统信号拒止情况下,独立辅助无人机精密进近.本文面向无人机进场引导需求,基于伪卫星系统,给出了工程实用中伪卫星布设的一些约束条件和选址方法;基于双频的伪卫星信号,建立宽巷组合并结合卡尔曼滤波技术实现整周模糊度的快速估计,利用高精度的载波测量值进行定位解算.通过典型场景下伪卫星布局设计和宽巷载...