多站虚拟量测变换均值无源定位算法

在多站无源均值定位算法中,为了解决部分传感器间夹角过大或过小所导致的定位精度下降问题,提出一种基于虚拟量测变换的多传感器管理无源定位算法.首先在全局坐标系下分析了传感器间夹角对误差几何稀释度(GDOP)的影响,进而得到双站获得较好定位精度的夹角约束关系;其次针对不满足该约束关系的传感器组合提出一种虚拟量测变换定位算法,通过空间管理的方法达到对传感器的优化布站,并结合算法的实施步骤对其原理及特点进行了理论分析,尤其对变换前后的交点精度进行了比较.仿真结果表明虚拟量测算法的定位精度要明显优于均值算法,进而说明该算法的有效性及传感器管理在多站无源定位中的重要作用.     

基于Walker星座的导航卫星自主导航的GDOP最小值分析

卫星自主定轨时选择测量卫星的几何构型对于定轨精度有着重要的影响.目前地面接收机与导航卫星的几何构型对定位精度的影响主要由GDOP（几何衰减因子）来衡量,GDOP值的下限限制了在一定的测量精度下用户定位的精度范围.通过构建Walker构型的导航星座将地面接收机GDOP取最小值时的边界确定,推广应用到自主导航环境下,利用均匀采样和遗传算法分别独立得到GDOP的最小值,同时用仿真数据验证了这个值的正确性.     

组合定位中选星算法的改进研究

在多个系统组合定位模式下,可视星数量大幅增加,为更精准稳定的定位提供了可能.在现有选星算法中,由于未考虑实际作业中的一些问题,如:障碍物对卫星信号传播路径的遮挡等,估算得到的较好卫星选取方式在实际定位中无法正常发挥作用,同时在接收机内部计算中会应用大量的矩阵求逆运算,增加了计算量,占用了较多的系统资源.提出了基于可视星仰角来初筛卫星,通过GDOP结合星座四面体法得到选星组合的方法.讨论了设定卫星仰角时的取舍问题.新算法在理想情况和实际情况下寻找有效定位平衡点,以规避无效选星并减少计算量.     

卫星导航系统基四选星算法

随着卫星导航系统的发展,可见星数大大增多,为了减少接收机运算量,需选择可见卫星的一个子类。本文分析了卫星导航系统中N个4星最优分布与某4星最优分布中的k(k≤3)个卫星(共4N+k颗卫星)的联合分布GDOP值,并以此为基础提出了一类低复杂度近似最优的基四选星算法。该算法以经典的4星选择算法(最大体积法和四步选择法)为基础,通过多次迭代与部分执行,实现任意多于4星的卫星选择。仿真结果表明该算法与准优算法相比运算复杂度和GDOP值都更低。     

基于测量时差和方位角的定位方法的误差分析

为实现对静/动目标的有效定位,推导出定位精度的几何稀释（Geometric Dilution of Positioning Accuracy,GDOP）的协方差矩阵计算公式和GDOP的影响因素。利用时差和目标方位角对静/动目标进行定位的基本原理,可得到定位精度的一般表达式及其理论曲线,以及其目标和接收机之间的相对几何关系与测量误差的关系,可有效实现对静/动目标的定位。     

基于FDOA多星定位精度综合分析

针对多星频差定位系统,建立了频差定位模型。利用矩阵理论和统计信号处理理论,推导了由于频差、卫星自定位和卫星速度测量误差所产生的定位误差几何稀度(GDOP)公式,对其理论分析和仿真表明:地球约束能显著改善定位精度;频差测量误差和卫星位置速度测量误差对系统性能均有影响,但前者影响更大。     

基于多星时差定位精度分析

利用矩阵理论和统计信号处理理论,推导了由于时差、卫星自定位和卫星速度等测量误差产生定位误差几何稀度(GDOP)公式。并以四星为例,在地固坐标系模型下给出了仿真结果。仿真表明:地球约束能显著提升定位精度;卫星自定位误差为10m时对卫星的定位精度影响较大。     

三站定位模糊、GDOP与站点布局关系分析

针对多点定位系统实际运用中三站定位二维目标时定位曲线出现2个交点所产生的定位模糊问题,对三站定位曲线交点分布、精度几何弱化(GDOP,Geometric Dilution of Precision)因子与接收站布局间的关系进行数值分析。分析结果定性表明了三者间的关系,即接收站布局决定了定位曲线交点分布和GDOP分布,而定位曲线存在2个交点的区域与GDOP较大的区域基本一致。该结果可为实际运用中如何避免和处理三站多点定位模糊问题提供参考。     

基于临近空间飞艇定位的伪卫星布局研究

为满足卫星导航系统由于某种原因暂时不能使用时的导航定位需求,提出了2种基于临近空间飞艇定位的伪卫星方案,重点研究飞艇独立组网定位方案。对飞艇的覆盖区和定位可用区进行了计算,得到在考虑仰角作用下飞艇的实际定位可用区域。通过仿真计算对伪卫星布局与几何精度因子之间的关系进行了分析,得到了伪卫星布局的基本原则,为实际应用提供了定量依据,并给出了伪卫星布局的最佳方案。     

空中节点的三维测向定位算法

研究了利用地面上2个固定基站根据测向定位的方法对空中阵列的节点进行三维定位的算法．该算法中,首先需建立坐标系,给出地面基站和空中阵列某节点的位置坐标,然后根据测向定位的数学原理给出空中阵列节点定位的数学模型,并求得空中阵列节点在此坐标系中的坐标．随后采用求偏导的方法得到求解该模型定位精度的公式．最后对选定坐标范围内的空中阵列节点的定位精度针对不同的条件进行了仿真,并对仿真结果进行了分析,得到了影响定位误差的因素．