低成本MEMS陀螺实时滤波方法

为找到一种普遍适合低成本MEMS陀螺仪的随机误差实时处理方法,利用Allan方差分析法首先对MEMS陀螺仪进行分析,根据其误差特性进而设计了平均滤波算法以剔除粗大误差,然后使用最小二乘法,通过拟合前一段历史结果得到下一时刻输出的预测值,基于以上工作最终设计出Kalman滤波器对所输出进行滤波。由于将最小二乘法的推测作为预测过程,避免了系统状态模型难以准确建立的问题。该方法动态性能好,具有普适性。实验结果证明,该方法在静态和动态下均能有效工作,滤波后常值漂移被有效补偿,角度随机游走不再占误差的主要成分,均方差小于滤波前的十分之一。     

一种低成本GPS/DR组合导航系统设计

根据车载导航的特点,运用单自由度的加速度计代替里程计,提出一种基于低成本的单陀螺仪单加速度计的航位推算(DR)方案。航位推算短时精度高,但误差会随时间积累而变大,DR与GPS导航利用扩展型卡尔曼滤波,形成GPS/DR组合导航系统,融合2个系统的优势,完善导航能力。实际测试结果表明,该GPS/DR组合导航系统能满足车载导航的基本需求,在城市峡谷中有较高的定位精度,且在GPS信号遮挡时能保持定位。     

GPS／BD2双系统联合定位算法分析与测试

分析了基于KALMAN滤波器的双系统联合卫星定位算法,并利用自主研发的GPS/BD2双模接收机实现了单GPS、单BD2和GPS/BD2双系统联合定位。在杭州地区的实际信号对比测试结果显示,相对于单系统而言,GPS/BD2双系统联合能够显著提高接收机性能;长时间统计说明单BD2的定位精度也能达到与单GPS系统相当的水平。     

一种多模GNSS接收机系统时间偏差求解方法

系统时间偏差是在多模卫星导航接收机中兼容和互操作方面的一个重要问题.传统的方法在多模接收机主Kalman滤波器中增加一个时间偏差状态量,数据融合的同时解决系统时间偏差问题.这种处理方法需要在主Kalman滤波器中对不同系统的测量值分别处理.考虑到卫星系统时间差和信号硬件延迟相对缓变这一事实,提出了一种新的系统时间互操作方法.利用一个独立运作的Kalman滤波器实时估计系统时差,这样接收机的主滤波器不需要增加新状态,测量矩阵构建时可以对不同系统测量值同样对待.经过GPS/BD多模接收机实际信号的对比测试验证,新方法与传统方法相比性能相当.     

四阶龙格库塔算法在捷联惯性导航中的应用

为了提高捷联惯性导航的精度,降低算法结构复杂度,解决惯性导航精度不能满足实际需要的矛盾,将四阶龙格库塔算法应用于捷联惯性导航算法的姿态和速度解算,优化了捷联惯性导航算法.首先根据前人的研究结果实现解算姿态、速度和位置的高精度数字积分算法.再根据龙格库塔算法的原理,推导得出了利用四阶龙格库塔算法的姿态和速度解算方法.然后利用轨迹发生器所产生的仿真数据分别验证并得到高精度数字积分算法以及龙格库塔法解算出的导航结果的误差特性曲线,两者比较,证明使用四阶龙格库塔算法的导航解算精度要高于使用高精度数字积分算法,为提高捷联惯导的导航性能提供了科学依据.     

BD2无源授时原理分析与测试

从卫星系统的授时原理、授时精度评估、接收机1PPS授时脉冲产生出发,分析了基于卫星的无源授时,并基于自主研制的GPS/BD2多模接收机和支持GPS单系统的LEA-5T授时模块进行了对比测试。测试结果显示,接收机在单BD2模式下,1PPS授时脉冲的精度优于10 ns(1σ)。