一个快速Kalman滤波方法及其在GPS动态数据处理中的应用

本文首先建立起利用Ｋａｌｍａｎ滤波进行动态ＧＰＳ数据处理的数学模型。然后，基于矩阵外积概念设计了一个很有实用价值的Ｋａｌｍａｎ滤波算法，并应用于动态ＧＰＳ数据处理问题。理论分析和计算结果表明：该方法不仅数值稳定性高，而且快速高效，所用ＣＰＵ时间仅为标准Ｋａｌｍａｎ滤波的八分之一。

车辆GPS/DR组合导航方法研究

车辆组合导航技术是解决车辆自主定位（AVL）的一个有效途径。本文介绍了车辆组合导航系统的原理，建立了采用速度观测量的定常加速度滤波模型，实验结果表明车辆组合导航定位系统的精度和可靠性得到很大提高。

一种低成本GPS组合导航定位系统

提出一种低成本、简单实用的GPS组合定位系统，即采用电子计步器与电子罗盘辅助GPS。该系统可以工作在自主导航、纯GPS导航、组合导航3种模式。文中给出了组合原理、方法和基本算法，探讨了几种应用模式和可能的应用领域。

SINS／GPS动态观测数据的最优滤波算法

—面向大地测量应用，本文建立了ＳＩＮＳ／ＧＰＳ数据滤波的模型方程；研究了相应算法的实现方法；给出一种数值稳定性高，快速高效的滤波方法。

GPS和GLONASS卫星星座现状及其发展

本文介绍了GPS和GLONASS系统空间卫星星座的现状及发展,对比性地分析了两种卫星导航定位系统的备用卫星发射政策,并给出了卫星在轨道面上的空间分布及可使用情况,供卫星导航定位领域中的用户在实际工作中参考。

动态环境下GPS软件接收机研究

载体的动态性所引入的多普勒频移给GPS接收机的载波跟踪带来了很大的困难。首先介绍了GPS软件接收机捕获与跟踪策略,提出了一种新的基于模糊逻辑控制器和三阶锁相环的动态载波跟踪方案,分析了模糊逻辑控制器的设计原理,推导了适合软件实现的三阶锁相环的数字形式。实验结果证明提出的设计方法与传统环路相比可大幅度缩短载波跟踪时间,减小环路滤波器带宽,并能消除周跳。

惯性定位中扰动重力矢量的影响

惯性定位精度主要取决于惯性元器件的性能和对测线土地球重力场的模型逼近精度。重力场误差(即扰动重力矢量δg)足惯性系统(INS、ISS)的一项主要误差源。本文给出了两个研究δg影响的方法,讨论了不同应用环境中由δg直接及间接引起的各项定位误差的大小及变化规律。最后,讨论了减弱重力场误差影响、提高导航定位精度的几个方法。

智能GPS软件接收机载波跟踪环路设计

传统的GPS接收机设计较为固定,用户不能改变接收机各类参数以适应不同导航信号处理的需要.而软件接收机只需做较小改动就可以适应不同信号,能够迅速分析、仿真、实现各类算法.在GPS软件接收机的基础上,利用鉴频器辅助鉴相器的输出,引入一个模糊逻辑控制器,使得环路能够智能跟踪GPS信号的动态变化.实验结果证明所提出的设计方法与传统环路相比可大幅度缩短跟踪时间,减小环路滤波器带宽,并能消除周跳.

GPS软件接收机基带信号处理研究

GPS软件接收机相对传统硬件接收机,设计灵活,能够迅速分析、仿真、实现各类算法。本文主要针对GPS L1频率的C/A码信号,设计并实现了GPS软件接收机的基带处理部分,阐述了射频前端原理、并行码相位搜索捕获策略以及鉴频辅助跟踪环路,并推导了适应动态环境的三阶数字环路滤波器。仿真数据和实际中频数据测试表明:算法性能优越,能迅速捕获并锁定信号,获取导航数据。

关于北斗卫星导航系统的被动式定位算法比较研究

我国北斗卫星导航系统空间卫星共有2或3颗,无法单独满足被动导航定位的要求．针对这种卫星稀少的情况提出了3种被动式定位算法: 2星定位算法、 3星3参数定位算法和3星4参数定位算法, 这些算法分别采用气压测高方法增加观测数据和采用数学模型描述接收机钟差的方法减少定位方程求解的未知数;探讨了北斗卫星导航系统备份星的可用性和对导航定位精度的贡献;还提出了准差分修正技术,提高了定位精度．实验证明, 3种算法都取得了100m以内的定位结果,可以满足一般用户定位需求．

基于全球导航卫星系统的高轨卫星定轨理论研究及仿真实现

由于地基定轨系统的局限性,提出基于全球导航卫星系统(GNSS)的高轨卫星定轨方法,并设计实现了高轨卫星天基定轨仿真软件。结合高轨卫星天基定轨的特点和GNSS的建设现状,研究卫星可见性算法和星间观测模型,综合轨道积分和Kalman滤波方法的优点,提出确定高轨卫星轨道的积分滤波方法。仿真结果表明基于GNSS完成天基定轨增加了卫星的观测量,提高了定轨精度。最后在理论研究的基础上,自主开发了集STK、Matlab和Visual C++为一体的高轨卫星天基定轨仿真平台。为北斗系统应用于高轨卫星天基定轨提供了理论上的参考依据和模拟工具。

星载GNSS确定GEO卫星轨道的积分滤波方法

采用星载全球导航卫星系统(GNSS)确定地球静止轨道(GEO),以解决目前应用星载全球定位系统(GPS)时导航卫星可见性差的问题。以风云卫星为例,分析了未来的GNSS相对于GEO卫星的可见性,针对GEO轨道上导航接收机采样间隔较长的问题,综合轨道积分和卡尔曼滤波方法的优点,提出了确定GEO卫星轨道的积分滤波方法。并利用STK软件仿真产生所需数据,用MATLAB对提出的算法编程并进行仿真验证,结果表明,提出的方法性能优越,定轨精度较高。

USB设备驱动程序的设计与开发

USB接口具有方便快速等优点,已经发展成为一种比较普遍的计算机与外设之间的接口.首先给出了USB系统的整体结构组成;然后从Windows驱动程序的结构入手介绍Windows驱动程序的工作原理;介绍了如何利用Windows DDK编写USB设备的驱动程序;给出了具体的应用实例.

转发式GPS干扰仿真研究

有效地利用GPS干扰技术破坏对方的导航系统 ,实现对己方的有效隐蔽和保护 ,是GPS技术在军事领域的一个新应用。概要介绍了GPS干扰技术的分类 ;对转发式GPS干扰的概念、原理、可行性、关键技术、进行了详细分析 ,提出了影响干扰效果的关键因素和主要参数 ,并采用MATLAB对干扰效果进行量化仿真。

IGSO星座分析与优化设计

通过对典型IGSO星座摄动影响下星座构型分析,得到影响卫星轨道的主要摄动因素,并对IGSO星座进行长期演化分析,同时评价星座的稳定性。提出IGSO星座的优化设计方法:以一种双"8"字形、共轨道面的IGSO星座构型为例进行星座设计,设计变量包括卫星数目、轨道倾角、2个星座的交点地理经度,每个星座中第1颗卫星的相位角。采用多目标优化算法得到优化结果,以及星座的三维结构和星下点轨迹。分析结果表明方法合理有效,该星座构型具有较好性能。

利用GPS非差观测值的GRACE卫星精密定轨

参照GPS精密单点定位(PPP,Precise Point Positioning)模型设计了一种新的卫星定轨方法-组合星载加速度计测量数据和IGS提供的GPS精密星历及精密钟差数据进行低轨卫星的精密定轨。利用星载加速度计提高卫星受力模型准确性,使动力法定轨精度和可靠性都得到提升。同时,采用多种改正技术提高GPS非差观测值测量精度,保证最终高精度卫星定轨。本文建立了卫星定轨的轨道滤波模型,得出了有益的结论,即采用星载加速度计测量卫星非保守力可提高卫星定轨精度,在ITRF2000参考系下三轴精度优于18cm。这种方法不需要在全球建立基准观测站,定轨设备简单,费用低廉。

IGS精密星历文件的读取及内插方法研究

利用matlab软件编程实现了精密星历文件的读取及信息筛选。在GPS精密单点定位的过程中,需要比国际全球导航卫星系统服务(IGS)组织提供的15min更小的精密星历时间间隔的观测数据,介绍了拉格朗日和牛顿两种插值方法,对IGS精密星历进行了内插,并对插值的结果进行对比分析,得到了一些有益的结论。

一种基于特征向量法的高分辨率GPS多路径信号延迟估计方法

多路径原理和干扰抑制是在GPS信号捕获、跟踪和高精度定位中的一个研究热点。延迟时间是多路径信号分析中的一个重要参数,相关延迟估计法是一种基本的估计方法,但是对于GPS多路径信号,它的分辨率有限。在对相关延迟估计方法分析的基础上,给出了一种基于特征向量分解的高分辨率延迟估计方法。首先利用互功率谱把时域的延迟变换到频域的频移,然后把求得的功率谱等效为一个时间序列,再利用特征向量法对该时间序列求功率谱。该功率谱估计方法是一种基于信号子空间和噪声子空间的估计方法,具有高的频率分辨率,从而可以实现对延迟时间的高分辨率估计。

基于3D^+-TPR-tree的点目标全时段移动索引设计

在经典3D R-tree基础上提出新的3D+R-tree索引,通过改变待索引数据项的结构并重新设计查询处理算法,减少包容矩形死区,提高查询效率;为了满足全时段查询要求,设计一种称为3D+-TPR-tree的联合索引结构,并对其中TPR-tree的参数包容矩形的调整算法进行优化。通过测试,证明3D+R-tree的查询效率明显高于普通3D R-tree;此外,测试结果也表明经过优化的参数包容矩形的调整算法也部分提升了TPR-tree的查询性能。

精密单点定位中对流层延迟改正模型分析

在精密单点定位中,通过有效的方法减小对流层误差源对定位精度的影响。其中Saastamoinen模型和Niell模型对减小对流层延迟误差效果较好。重点介绍了这两种模型,并通过实验分析了两种模型在精密单点定位中对对流层延迟误差的改正效果。实验结果以标准偏差和均方根的形式给出,说明了Saastamoinen模型与Niell模型对定位结果都有所改善,但Niell模型结果较好。