基于低成本单频u-blox接收机的GPS/BDS定向性能分析

针对高精度GNSS定向应用场景,通过实验对比对低成本单频u-blox接收机的数据质量和解算精度。结果表明,u-blox接收机GPS、BDS观测值的信噪比略低于测量型接收机;伪距精度分别为0.91 m、0.56 m,相位精度分别为1.35 cm、1.20 cm。在静态观测环境下,u-blox的定向精度可以达到航向0.2°/m和俯仰0.4°/m;动态环境下解算结果稍差,但也可以达到航向0.3°/m和俯仰0.6°/m,略低于高成本测量型接收机单频数据的实时动态定向精度。

北斗低成本接收机单频PPP海上定位性能分析

为评估北斗低成本接收机在海洋动态环境中的定位性能,首先从原始观测方程出发,推导出融合BDS-2和BDS-3的单频精密单点定位模型;其次采用PPK解动态约束位置参数和双向滤波的方法,估计得到观测值无偏后验残差,并基于后验残差分析了低成本接收机和测量型接收机在海上的观测数据质量,最后基于实时和事后精密产品,分析了低成本接收机SF-PPP的定位性能。实验表明:低成本接收机的观测噪声较大,相位和伪距观测噪声为测量型接收机的11.9倍和5.6倍。低成本接收机实时水平和垂直定位精度优于0.3 m和0.5 m,收敛时间优于40 min。置信度为95%时,后处理水平和垂直定位精度为0.219 m和0.430 m。结果表明:低成本接收机在海洋动态环境下定位精度为亚米级,可满足部分高精度海洋应用定位需求。

基于低成本接收机的双天线测姿算法

针对低成本接收机双天线测姿系统利用直接法解算精度较低且存在系统粗差的问题,提出一种基于载波和伪距双差实时动态定位(RTK)卡尔曼滤波算法。首先,引入基线长度作为观测量,并将事先测量得到的精确基线长度作为观测量误差;然后,根据从天线接收机的历元时间间隔对主天线位置进行实时矫正,而周整模糊度采用改进LABMDA算法求解。在静态和动态情况下进行了测试,结果表明,在基线长度为1.1m、采用GPS和北斗双系统进行观测的情况下,所提算法解算出的航向角精度在1°左右,俯仰角精度在2°~3°。相比传统的双天线直接法测姿,该算法在系统抗差性能和精度上都较优。

低成本GNSS接收机机载单点动态定位精度评估

针对采用信号模拟器进行全球卫星导航系统(GNSS)接收机动态定位测试与性能评估时,硬件成本高昂、未使用实际GNSS信号等问题,设计了以小型无人机(UAV)为载体的低成本GNSS接收机动态定位实验,在无人机爬升、直飞、转弯和降落四种飞行状态下,对其单点定位(SPP)精度进行评定和分析。实验结果表明:全球定位系统(GPS)与北斗卫星导航系统(BDS)组合定位时,低成本单频接收机的单点动态定位精度优于5m,小型无人机爬升、直飞、转弯和降落阶段,其水平定位精度分别为2.807,2.296,2.522和2.720 m;垂直定位精度分别为3.778,2.713,2.779和3.258 m。无人机四种飞行状态下,低成本接收机单点定位精度为:直飞状态下的精度优于转弯状态;转弯状态下精度优于爬升和降落状态。研究结果可为GNSS接收机动态性能测试和小型无人机机载应用GNSS接收机选型提供有益参考。

基于低成本单频接收机的多模非组合精密单点定位研究

【目的】近年来,精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)技术凭借其高精度、灵活性等特点已逐渐广泛应用于精密导航定位等应用中。但随着大众用户对导航定位需求的不断增加,硬件成本已成为制约高精度卫星导航定位在大众用户中广泛使用的主要因素之一。【方法】因此本文提出了一种基于低成本单频接收机的多模非组合单频PPP模型,并基于实测单频数据进行了数据质量分析与动态定位验证。【结果】结果表明:基于本文提出的多模非组合单频PPP模型水平精度为0.1m左右,高程精度为0.3m左右。【结论】可满足大众用户车道级导航定位需求。

低成本μ-blox单频多系统GNSS接收机的定位性能分析

随着大众市场对高精度定位需求增加,基于低成本小型化设备的全球卫星导航系统(GNSS)高精度定位成为研究热点之一.本文以低成本多系统GNSS接收机μ-blox M8P型号为例,分析其观测数据质量,研究其伪距单点定位和单频载波相对定位的定位性能和特点,为低成本GNSS接收机高精度定位应用提供参考.实验结果表明,与测量型接收机相比,μ-blox输出GNSS观测值的载噪比略小,伪距和载波相位的测量噪声较大.静态模式下,μ-blox的单频载波相对定位(基线长度约为430 m)可以提供厘米级的定位精度;城市环境动态模式下,其单频载波相对定位可提供亚米级至米级的定位精度.信号受限环境下,GPS/GLONASS双系统能够提供更稳定的定位结果.

基于低成本GNSS接收机的多天线RTK定位研究

通过选取基准站模块、移动站模块和无线通信模块,设计了低成本GNSS接收机。针对单个接收机偶尔存在信号失锁无法得到固定解的情况,提出了多天线拟合圆的RTK定位方法。实际测试表明,低成本GNSS接收机能满足一般工程测量任务的精度需求,多天线RTK定位技术能有效提高解算结果的固定率。

低成本单频接收机静态相对定位测试与精度评估

标准检定场测定全球卫星导航系统(GNSS)接收机相对定位精度存在测试数据获取不便、测试成本高等问题。为方便对研发过程中低成本GNSS接收机静态相对定位精度进行测试与评估,设计了GNSS接收机静态相对定位精度测试实验,对超短基线和短基线情况下低成本接收机的相对定位精度进行了测试和评估。测试结果表明:5 m基线情况下,低成本GNSS接收机全球定位系统(GPS)与北斗卫星导航系统(BDS)组合的单频相对定位水平和垂直精度分别为2.1、4.1 mm;4600 m基线情况下,相应的水平和垂直精度分别为5.2、6.5 mm。即在小范围内,基于低成本GNSS接收机的静态相对定位精度可达毫米级。

R&S和Nomor Research提供真实环境、低成本的LTE基站接收机测试解决方案

罗德与施瓦茨和Nomor Research公司通过合作提供低成本、真实环境解决方案，用于产生LTE网络测试所需的上行小区间干扰信号。Nomor Research公司的系统级模拟再生了真实多小区LTE基站中遇到的干扰，生成后的干扰信号可通过罗德与施瓦茨的信号发生器播放。

抗差EKF滤波在单频低成本接收机定位算法中的应用

文中针对低成本接收机观测数据质量中存在的问题,基于Python语言,编写单系统单频GNSS载波相位差分定位程序,对传统的EKF算法做出改进,建立了IGGⅢ抗差模型的改进抗差EKF数学模型,实现标准EKF算法及高度角与信噪比联合定权的改进抗差EKF算法。结果表明,在观测数据含有粗差时,采用该方法进行解算,相比于标准EKF定位模型改善显著,可以为低成本接收机提供切实有效的抗差方法。

仅需很少外围器件的低成本CPS接收机设计

在商用和专用无线应用中,全球定位卫星的L1波段信号最微弱。GPS接收机天线收到的信号功率通常都淹没在热噪声基底中。为成功地恢复出这些微弱信号,接收机必须具有足够高的接收灵敏度,并能抑制带外干扰。本文主要讨论在设计一个外围元件很少的低成本商用GPS接收机时应该考虑的关键系统参数。这种系统的目标接收灵敏度为-139dBm。

基于RTKLIB的低成本高精度GNSS静态测量系统

随着科学技术的发展,测量工具和测量手段也发生了变化,其中测量型GNSS呈现价格降低、体积缩小的趋势。目前市场上一整套商用GNSS测量系统的价格从几万到几十万不等,且由于地面基站和移动站体积大、携带不方便等原因,使得商用GNSS测量系统的使用人群仅限于部分专业测量人员,难以在大众市场普及。当今众多领域如无人机、机器制导、精密农业等对高精度定位需求的增加,又促使GNSS测量系统向低成本、高精度、小型化、轻型化发展。本文对U-BLOX的NEO-M8P低成本OEM型GNSS接收机进行50 km基线下的静态观测,基于RTKLIB的测试结果和精度分析表明,低成本GNSS测量系统能够达到厘米级定位精度,能够满足测量工作和GIS应用的需求。试验证明,使用此低成本测量系统能降低测量任务的经济成本,是测量级GNSS接收机中经济适用的选择。

基于单频授时模块的时间测量接收机设计

面向时间测量应用,设计实现了一款高精度、低成本的基于单频授时模块的时间测量接收机。文章给出了设计方案,并从软、硬件两方面详细阐述了实施方案。根据实施方案实现了一套原理样机,并建立了试验测试系统,对样机的性能进行了测试。测试结果表明该时间测量接收机的单向授时标准偏差为6.19ns。零基线共视比对标准偏差为3.63ns。目前,该样机已成功应用于中国科学院国家授时中心远程时间复现终端项目中。

低成本BDS双频单点定位方差分量估计方法

为了进一步提高北斗卫星导航系统(BDS)的定位精度,提出一种低成本BDS双频单点定位的方法:对于双频定位采用非组合的方式,利用赫尔默特(Helmert)方差分量估计通过多余观测值优化定位结果,确定不同观测值之间的合理权比;然后采用低成本接收机Ublox数据进行单点定位实验,并比较分析不同模型的定位精度。结果表明,在多余观测值较少的情况下,相比于仅采用卫星高度角定权的双频非组合定位,以Helmert方差分量确定随机模型双频非组合的定位结果在东、北、天顶3个方向的内符合精度分别提高11%、26%和29%,在外符合精度上分别提高44%、81%和33%。

面向城市测量的低成本高精度GNSS静态测量系统设计与实现

随着科学技术的发展,测量工具和测量手段也发生了变化,其中测量型GNSS呈现价格降低、体积缩小的趋势。目前市场上一整套商用GNSS测量系统的价格从几万到几十万不等,且地面基站和移动站体积大、携带不方便等原因,使得商用GNSS测量系统的使用人群仅限于部分专业测量人员,难以在大众市场普及。当今众多领域如无人机、机器制导、精密农业等对高精度定位需求的增加,又促使GNSS测量系统向低成本、高精度、小型化、轻型化发展。该文对U-BLOX的LEA-6T和NEO-M8T两款低成本OEM型GNSS接收机进行不同基线、不同时段下的静态观测,测试结果和精度分析表明这两台低成本GNSS测量系统能够达到厘米级定位精度,满足测量工作和GIS应用的需求。试验证明使用此低成本测量系统能降低测量任务的经济成本,是测量级GNSS接收机中经济适用的选择。

具有电磁屏蔽功能的一体化GNSS接收机

在地质灾害监测领域,用于形变监测的接收机大多采用分体的结构设计,即接收机的天线和太阳能充电控制采用外置的方式。这种方式的优点是多模块拼接组合,接收机设计简单,缺点是集成度不高、安装复杂、接收机整体的功耗和成本高。本文介绍了一种基于STM32的具有电磁屏蔽功能的一体化GNSS接收机,它具有安装便捷、功耗低和成本低特点,可广泛应用于监测点的形变监测。但一体化GNSS接收机的痛点是“电磁干扰”,为解决这一痛点,对该一体化GNSS接收机的多个易产生电磁干扰的部件进行了屏蔽,经过大量的试验验证,其核心指标精度、数据完整率、多路径干扰及信噪比均达到设计要求,无电磁干扰问题。

面向大众的GNSS接收机精度对比试验研究

由于测量级GNSS接收机相对比较昂贵,且地面基站和移动站体积大、携带不方便等原因,使得商用GNSS测量系统的使用人群仅限于部分专业测量人员,难以在大众市场普及。针对无人机、机器制导、精密农业等众多领域对高精度定位需求的增加,本文探讨成熟的低成本载波相位GNSS定位系统在实际应用中的可能性。通过对U-BLOX的LEA-6T和NEO-M8T两款低成本OEM型GNSS接收机进行不同基线、不同时段下的静态观测和精度分析,结果表明这两台低成本GNSS测量系统能够达到厘米级定位精度,满足测量工作和GIS应用的需求,是测量级GNSS接收机中经济适用的选择。

美已设计出MMIC/EW接收机

美国海军研究实验所的科学家们已设计出一种先进的EW接收机.该接收机采用单片微波集成电路(MMIC)技术,其性能、重量、体积、功率和成本与现今EW接收机相比,都有显著改善.这种MMIC/EW接收机的特点是:使用多个中频,用以避免镜像和杂波响应;有功率管理能力,该能力仅需满足瞬时调谐的射频电路的功率要求,这样就降低了MMIC/EW接收机的功率要求.使用这种新型接收机就可实现用一个低成本EW系统中的多部低成本高性能EW接收机,来对抗现代威胁辐射器.

低成本GNSS接收机芯片载波相位测量技术

当前具备载波相位测量的GNSS接收机能够实现高精度定位,但其成本高、体积大,难以广泛应用于大批量的手机、平板电脑等消费电子产品。针对ST公司的STA8090接收机芯片并改进其软件和晶振以获得载波相位信息,采用双差和三差方程测试评估载波相位测量的精度,与测绘型接收机进行对比。基于改进的TA8090接收机芯片构建双天线定姿系统原型样机,静态测试评估了相对定位和定向精度。S研究结果表明,千米级静态相对定位精度优于0.01m,在1.23m基线条件下定向精度优于0.1°。因此,采用低成本GNSS接收机芯片实现高精度载波相位测量的技术方案是可行的,具备广阔的市场应用前景。

基于u-blox的单频精密单点定位研究及其实现

在研究实时单频精密单点定位算法的基础上,利用自编算法对低成本民用GNSS模块u-blox LEA-6T采集的单频GPS数据进行单频精密单点定位处理。结果表明,在静态和开阔环境动态情况下均获得了较好的解算精度,而在类似城市道路等复杂环境下采集数据的解算结果不太理想,需要进一步研究。