基于改进Hatch滤波的BDS多基准一致性检测

多路径效应对伪距测量的影响一直是制约卫星系统完好性监测的重要因素,相位平滑伪距算法可以有效抑制多路径对伪距测量的影响。针对北斗卫星系统伪距测量易受多路径影响的特点,提出一种改进的Hatch滤波算法。基于输出方差最小原则,建立起滤波器参数θ与输出伪距方差的关系表达式,通过对方差表达式求导,选取了新的滤波器参数。实验证明,改进的Hatch滤波提高了伪距测量精度,减小了B值的偏差和波动范围,提高了北斗卫星系统多基准一致性检测的能力。     

接收机参数对北斗三号卫星伪距偏差影响研究

伪距偏差是抑制北斗系统服务能力提升的重要误差源,影响用户实时定位性能和卫星精密定轨处理.目前对北斗三号伪距偏差的分析研究与测量较少,文章首先从理论上分析了接收机的前端滤波带宽和相关器间隔对伪距偏差的影响,并对理论分析结果进行了仿真.然后在此基础上利用7.5 m大口径天线对北斗三号在轨卫星信号进行采集,使用软件接收机对卫星实测数据的伪距偏差进行测试验证,全面分析了前端滤波带宽和相关器间隔对北斗三号卫星信号伪距偏差的影响.根据理论分析和实测验证的结果,得到了接收机的相关器间隔和前端滤波带宽对北斗三号卫星B1I、B3I和B1C信号的伪距偏差影响范围.研究表明,通过合理设置接收机相关器间隔和前端滤波带宽,可有效减小北斗三号卫星信号伪距偏差,提升用户定位精度.     

北斗卫星导航系统伪距偏差特性及减轻措施研究

随着人们对卫星导航系统定位精度需求的不断提升,近年来伪距偏差问题越来越受到广泛关注.然而截至目前,国内外专家学者对北斗系统的伪距偏差问题研究甚少.本文首先深入分析了北斗系统的伪距偏差产生根源,在此基础上对伪距偏差随接收机参数设置变化的关系进行详细阐述.然后基于昊平观测站的40m大口径天线采集的各颗北斗卫星下行信号数据,...     

利用GAMIT研究北斗三号中、短基线解的精度

为验证北斗三号系统在省级区域基线解的精度,以某省11个可观测到北斗全星座信号的测站,对BDS/GPS观测数据质量进行了分析,利用高精度GNSS解算软件GAMIT 10.75结合精密星历进行了分组解算。实验结果表明,GPS卫星较BDS卫星有更多的周跳,BDS全星座基线解内符合精度优于GPS系统,各方案基线相对精度均达到了10^-8,方案之间基线解较差不超过12 mm,可满足工程控制网测量精度。     

基于北斗／GPS定位装置的研制

针对我国正逐步推广具有自主知识产权的北斗导航定位系统这一现状,设计了一种北斗／GPS（全球定位系统）多模定位接收机。这种接收机采用STC82C51RC单片机作为数据处理部分,能将CC50-BG北斗／GPS接收模块接收到的卫星定位信息处理后显示在LCD1602液晶屏上。通过对接收数据的分析可以发现北斗的定位值比GPS精确5米左右,误差放大倍数（精度因子）比GPS大了1．5左右,并推出测量得到的卫星与接收机间距离的误差（伪距误差）比GPS小。     

新产品：东方联星公司多模兼容芯片抱眼年会

受大会邀请,东方联星公司张峻林总经理对“多模兼容芯片技术”作了特别报告。报告充分向大家展示了该公司已经批量生产和应用的北斗多模卫星导航芯片,以该款芯片为核心的卫星导航接收机,可以同时接收北斗二号、GPS、GLONASS卫星信号,具有北斗、GPS或GLONASS单星座定位、北斗／GPS双星座联合定位、北斗／GLONASS双星座联合定位、北斗／GPS／GLONASS三星座联合定位的能力。     

GPSⅢ卫星观测数据质量分析

近年来美国已成功发射多颗新一代GPSⅢ卫星,而卫星观测数据的质量直接影响到系统定位服务的稳定性、可用性及精度等方面的性能,因此对GPSⅢ卫星观测数据的质量进行评估分析是一项具有重要意义的工作。基于6个多卫星系统实验(MGEX)站观测数据,从信噪比、数据完整率、多路径效应、观测值噪声等方面,对比分析了GPSⅢ和GPSⅡ卫星的观测数据质量。结果表明:GPSⅢ卫星与GPSⅡ卫星的信噪比、伪距多路径和伪距观测值噪声基本处于同一水平,各频段数据完整率十分稳定,且载波相位观测值具有良好的一致性。     

基于BDS和时空数据的嵌入式系统精准定位

嵌入式北斗导航系统容易受到地理环境的限制,导致局部精准定位准确度偏低。对此,针对嵌入式系统,设计了基于北斗导航和时空大数据的精准定位方法。建立北斗导航系统单独使用的三个伪距方程,得到用户端位置坐标;在用户端周围布设伪卫星,通过伪距方程获取时空大数据;拟合伪卫星时空大数据与北斗导航的定位结果,在线性化处理后,通过误差补偿完成精准定位目标。结果表明：在北斗导航和时空大数据联合定位下,三维位置精度因子要小于单独使用北斗导航定位下的三维位置精度因子,说明文中方法能够实现精准定位。     

北斗卫星导航系统URE与定位精度分析

北斗卫星导航系统已具有区域无源导航能力,为了研究当前可用星座情况下的系统定位精度,首先分析用户等效测距误差(UERE)结合精度因子(DOP)值的精度评估方法计算模型,然后利用上述方法采用实际数据对比分析了北斗卫星导航系统和GPS系统一段时间内的静态定位精度。通过分析得出,在该段时间内北斗系统定位精度在水平方向上误差优于5 m,在高程方向上误差优于15 m。     

BDS-3与GPS在极地的定位性能对比分析

为对比分析北斗三号与 GPS 在极地的定位性能，基于 STK 软件，分别建立了北斗三号和 GPS 的仿真星座，并在南北两极选取了四个观测站点，对各站点的卫星可见性和 GDOP 进行了仿真分析，结果表明北斗三号在极地的平均可见星数比 GPS 多出一颗左右，北斗三号的 GDOP 值在南北极维持在“优”的水平，好于 GPS，且变化平稳。综合来看，北斗三号在极地的定位性能要优于 GPS。     

面向低轨通信星座的导航定位方法比对研究

当前基于低轨卫星的导航定位方法研究成为国内外热点,其中基于低轨通信卫星的导航定位技术更是当前研究的重点方向。然而低轨通信星座较低的时空基准精度给导航定位带来了较大的挑战,针对弱时空基准约束的低轨卫星导航定位体制设计还处在研究的初级阶段。本文针对低轨通信星座的导航定位服务需求,基于LEO通信卫星的伪码测距信号与多普勒测频信号,开展精度因子（Dilution of Precision,DOP）及定位精度均方根误差（Root Mean Square Error,RMSE）分析,并对两类测量体制下的低轨通信星座导航定位服务性能进行分析论证。理论分析与仿真结果表明,在设定低轨通信卫星10 m～30 m弱时空基准误差的约束下,多普勒测频体制具有更优的导航定位精度,其周期平滑后的三维RMSE值为1.28 m,相比伪码测距体制下的三维RMSE值优化了86.8%;二维RMSE值为0.99 m,相比于伪码测距体制提升了52.9%。本文提出了一种较为可靠的低轨通信星座多普勒定位方案,为未来低轨通信卫星用于导航定位服务提供了有益参考。     

Use of Deeply Integrated GPS/INS Architecture and Laser Scanners for the Identification of Multipath Reflections in Urban Environments

This paper investigates the constructive use of multipath reflections of Global Positioning System (GPS) signals for navigation in urban environments. Urban navigation applications are generally characterized by a significant presence of multipath signals. In order to maintain reliable and accurate navigation capabilities, it is critical to distinguish between direct signal and multipath. At the same time, multipath reflections can be exploited as additional measurements for those cases where the number of direct path satellites is insufficient to compute the navigation solution. The paper develops a method for the identification of multipath reflections in received satellite signals: i.e., multipath is separated from direct signal and a line-of-site between the GPS receiver and a multipath reflecting object is determined. Once multipath reflections are identified, they can be used constructively for navigation. The method presented in the paper exploits an open-loop batch-processing GPS receiver, laser scanner and inertial navigation system (INS) to identify multipath reflections in received satellite signals. Experimental GPS, inertial and laser scanner data collected in real urban environments are applied to demonstrate identification of multipath reflections.     

一种GPS/INS组合导航缺星情况下的方法研究

为了提高GPS/INS组合导航系统在卫星信号缺失情况下的导航精度,采用基于伪距、伪距率的非线性紧组合模型,利用虚拟卫星法构造虚拟观测量,与真实观测量一起参与滤波。针对非线性滤波应用中的问题,采用强跟踪滤波原理和均方根策略对CKF进行改进。通过仿真实验,验证了改进算法和虚拟卫星法的可行性,在卫星信号缺失情况下可以提高导航精度,提高了组合导航适应复杂环境的能力。     

惯性系下GPS/SINS紧组合导航算法研究

针对新一代远程空空导弹的特点,研究了在导弹发射惯性坐标系下,基于伪距/伪距率的GPS/SINS紧组合导航算法,推导了该坐标系下的惯导一阶误差传播方程,建立了该坐标系下GPS/SINS组合导航系统的状态方程和量测方程,并进行了相关数学仿真验证。仿真结果表明,在该坐标系中GPS/SINS紧组合导航算法有较高的导航精度。     

日本QZSS导航系统-GPS增强系统性能分析

日本国境内地面多山和多城市峡谷地形的特点,使用GPS导航系统存在观测卫星数量不足、几何精度因子条件不好等缺陷,日本专家学者提出发展自己的区域卫星导航系统,来增强GPS导航系统以提高由于障碍物不能观测有效数量卫星地区的用户导航性能。主要介绍了日本研究建设的GPS增强系统-QZSS系统的设想,针对系统星座构成、信发播号体制、导航系统组成,以及发展进度和性能进行了分析。     

面向紧耦合导航的伪距/伪距率高精度快速算法

INS/GPS紧耦合导航中将卫星伪距、伪距率作为观测量,而伪距、伪距率中的误差影响了组合导航系统的输出精度,其运算量大,制约了紧耦合导航系统数据率的提高。文中通过实测数据探讨了紧耦合导航中伪距、伪距率的误差来源,并使用相对伪距、伪距率消除其中的接收机误差项。在此基础上提出利用Hermit分段3次插值法实现对卫星位置的快速解算,得到一种面向紧耦合导航的伪距、伪距率高精度快速估计算法。实验结果表明,该算法有效提高了伪距、伪距率的计算精度与速度。     

“北斗”卫星导航系统仿真与全球覆盖分析

为了解“北斗”卫星导航系统( BDS)的星座分布及其正式运行后卫星在全球范围内的覆盖情况,依据BDS卫星轨道参数,使用卫星工具包( STK)构建了完整的BDS空间星座,对BDS卫星轨道信息、可见性以及对地覆盖品质进行分析。在对可见性及覆盖品质的分析中,分别仿真分析了在4个不同的城市和全球范围进行观测得到的几何精度因子( GDOP)和导航精度等参数性能。研究结果对分析BDS系统的服务性能以及提高BDS的导航精度有一定的参考意义。     

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.     

一种组合星座定位的导航终端设计

提出了一种组合星座定位的导航终端设计。使用DSP作为控制和数据处理核心,既可以实现北斗二代导航卫星系统(COMPASS)以及全球定位系统(GPS)的单星座定位,又可以实现COMPASS和GPS组合星座定位。由于能够同时利用COMPASS系统和GPS系统,可用卫星数目大大增加。同时,单星座定位算法和组合星座的定位技术的解决,使得导航终端的定位精度和导航的连续性都得到提高。     

Stochastic Estimation of Ephemerides of Navigation Satellites in Perturbed Orbits

The errors of navigation satellite ephemerides are one of the key factors to determine the accuracy of satellite navigation. To improve the accuracy of ephemerides calculation, modern satellites are equipped with inter-satellite measurement equipment. However, random interference is inevitably present in the data transmission path and it is necessary to minimize its effect. To perform this task, it is proposed to use the stochastic estimation of ephemerides of navigation satellites that are moving along disturbed orbits in the form of a procedure of parametric optimization based on the minimization of the additive set of two functionals. The optimization of the first functional provides the minimum of uncertainty in the estimation of ephemerides. The optimization of the second functional provides the minimum of the norm of the vector of orbital parameters variations in the current time interval. To illustrate the effectiveness of the proposed approach, a numerical simulation of the satellite constellation’s ephemerides estimation was carried out for the corresponding trajectory perturbations. The simulation results illustrate the possibility to determine the ephemerides of navigation satellites with the accuracy within units of meters based on the approach considered that uses the noisy inter-satellite measurements.