北斗/罗兰组合导航系统中伪距导航定位解算新算法研究

为提高北斗/罗兰组合导航系统伪距导航定位解算的精度和改善对动态目标的实时跟踪,本文提出了一种新方法,采用镜像映射法解具有病态的矛盾方程组以提高精度,以及将伪距导航定位解算方程模型转换为具有贯序输入输出数据的系统辨识模型,然后用递推最小二乘法,对所求的北斗/罗兰组合导航系统伪距导航定位信息—接收机的三维位置参数和时钟误差参数进行动态快速实时估计。

GPS/BDS组合导航系统的精密单点定位模型

为了改善单卫星导航系统由于卫星数量较少,导致定位误差高的问题,设计全球定位系统(GPS)/北斗卫星导航系统(BDS)组合导航系统的精密单点定位模型:线性组合处理GPS与BDS的伪距和载波相位观测值,并构建GPS/BDS组合导航系统的组合观测值;接下来利用协方差成形自适应卡尔曼滤波方法,对组合导航系统导航过程中的卫星钟差、电离层延迟等误差实施滤波;再利用滤波处理后组合导航系统的广播星历,获取卫星轨道以及钟差;然后利用经验模型修正对流层延迟,获取相位观测值与伪距的综合改正数;最后利用综合改正数修正组合导航系统的观测方程,构建精密单点定位模型。实验结果表明,GPS/BDS组合导航系统采用所构建模型进行精密单点定位,不同方向定位误差均低于10 cm,证明了提出模型的有效性。

直接测距在北斗／罗兰组合导航系统中的应用

直接测距罗兰是由采用圆-圆定位方式，由两个或两个以上的圆相交得到。北斗／罗兰组合导航系统是无源三维导航定位系统。是在对“长河Ⅱ”台站改造的基础上实现的。接收机通过对罗兰-C信号解码可以完成对伪距的测量。

北斗/罗兰C组合导航系统定位算法的研究

目的构建一种新型的北斗/罗兰C组合导航系统,解决北斗系统有源定位的问题。方法利用罗兰C系统对北斗系统进行增强,建立定位数学模型。结果系统定位的仿真结果表明北斗/罗兰C组合系统能够采用无源定位方式,并且定位精度满足应用的要求。结论通过算法的设计为北斗与罗兰C系统提供了一种理想的组合方法,也对同类系统的设计有借鉴作用。

复杂环境下罗兰C/北斗组合导航系统GDOP仿真分析

导航系统的定位精度是影响舰船航行的重要因素。罗兰C系统和北斗定位系统由于受到台链地理位置、定位方式等因素的影响分别存在着定位精度低、安全保密性差等缺点。罗兰C/北斗组合导航系统则较好地解决了上述问题。针对几何精度因子(GDOP)方面对比研究了罗兰C系统和北斗定位系统组合前后的定位误差,并进行仿真分析。结果表明,组合后弥补了北斗定位系统有源定位的不足,一定程度上改善了罗兰C定位精度,提高了有效定位范围。

北斗罗兰C组合导航系统中的分布式原子时及其实验研究(英文)

北斗卫星导航系统采用应答式工作体制,我国的长河二号远程导航系统属于罗兰C工作体制。二者均可提供二维导航信息,但将二者组合起来工作,则可为海、陆、空用户提供三维导航定位服务。平稳、准确的时间尺度是导航定位系统的基础,本文介绍了北斗/罗兰C组合导航系统中时间测量系统的原理及实验结果。

GPS/北斗组合卫星导航系统快速选星算法

为实现GPS/北斗组合卫星导航系统的快速选星,提出一种基于几何布局的快速选星算法。根据最优选星方案的卫星分布特点,利用卫星高度角和方位角信息实现卫星的区域划分,应用代价函数法对中仰角区域的卫星进行筛选,得到最终的选星方案。与最优选星算法相比,该算法计算量明显减小;仿真结果表明,该算法能将几何精度因子(GDOP)控制在小于2.5的范围内,具有较好的选星效果。综合考虑算法复杂度和选星效果,基于几何分布的快速选星算法能够满足航空航天等对精度和实时性要求较高的领域的需求。

INS/SAR/罗兰C组合导航系统研究

介绍了INS／SAR／罗兰C组合导航系统的组合原理和方法，以及组合滤波器的构造。仿真结果表明，该组合系统可达到相当高的导航精度，且具有很强的适应性。

基于分区综合改正数的北斗卫星导航系统和GPS组合的动态精密单点定位

提出一种基于分区综合改正数的北斗卫星导航系统(BDS)和GPS双系统组合(BDS/GPS)动态精密单点定位(PPP)模型。选取15个MGEX(multi-GNSS experiment)测站作为参考站或用户站进行试验,统计分析了20 d的BDS/GPS动态精密单点定位的精度及收敛性。结果表明,BDS双频动态精密单点定位平均13 min收敛至三维定位误差小于1 m,平均平面精度和平均高程精度分别优于0.15 m和0.30 m;BDS/GPS双频动态精密单点定位平均3 min收敛至三维定位误差小于1 m,平均平面精度和平均高程精度分别优于0.07 m和0.15 m。

基于北斗卫星导航系统非组合精密单点定位算法的精密授时精度研究

全球导航卫星系统(GNSS)精密单点定位(PPP)技术具有操作简单、成本低廉、定位精度高等优点,在精密授时领域得到了广泛应用。针对现有研究中消电离层PPP模型的组合噪声大、卫星系统多采用全球定位系统(GPS)及实时动态场景少等问题,该文采用非组合PPP模型对北斗卫星导航系统(BDS)精密授时精度开展了研究,并利用Kalman滤波静态模型和动态加速模型进行参数估计。给出了静态和实时动态场景PPP处理策略,并利用超快速预报星历保证动态实时性。结果表明:在静态和实时动态条件下,非组合PPP模型精密授时精度均优于消电离层组合PPP模型;在静态条件下,考虑到BDS和GPS定位精度相当,且亚太地区BDS定位精度更高,BDS授时精度略高于GPS;在实时动态条件下,BDS和GPS精密授时精度在2 ns以内,但BDS授时精度略低于GPS,这是由于空间位置精度因子(PDOP)、载体速度突变和环境因素等的影响,而当完成收敛后,两种系统的授时精度相当,其钟差项中误差均在0.3 m以内。

一种新的北斗/罗兰C组合导航滤波算法

改造后的罗兰C系统可作为伪卫星,与国内已有的北斗系统进行组合导航,在2颗卫星、2个罗兰台构成四伪距定位的基本定位方程的基础上,推导了该组合导航系统的一种直接迭代算法,设计了一种噪声实时估计卡尔曼滤波定位算法,通过对系统噪声和量测噪声进行实时估计,使系统统计特性更符合实际情况,提高了算法的精度。跑车试验定位结果表明,采用所设计的改进卡尔曼滤波算法后,定位结果得到明显改善。

基于Simulink高精度组合导航系统研究与仿真

建立了基于MATLAB/Simulink的组合导航系统仿真模型,并将系统分解成一系列功能相对独立的模块,如轨迹发生模块,捷联惯导解算模块,卡尔曼滤波器模块等。研究并设计了SINS/GPS(RDSS)/CNS/SAR组合导航算法,利用无重置联邦型卡尔曼滤波技术,将各子滤波器输出的系统状态局部最优估计值送入主滤波器,采用全局最优融合算法计算得到系统状态的全局最优估计值;通过每15分钟对导航系统进行重置,有效抑制了无重置联邦滤波器在长时间运行时的发散问题,并进行了仿真验证,仿真结果表明,该组合导航系统具有很高的导航精度,定位精度为5米,姿态精度为0.5角分,仿真模型建立正确,方法采用得当、有效。

一种GPS/BDS/INS深组合导航系统降维滤波方法

针对全球定位系统/北斗卫星导航系统/惯性导航系统(GPS/BDS/INS)深组合导航系统中卫星数量增加导致计算量迅速增加,难以满足高精度实时定位的问题,该文提出了一种基于星间差分的多星座GPS/BDS/INS深组合导航系统降维滤波方法。首先,通过星间差分消除时钟误差相关状态量,降低状态方程维数;然后,将滤波器分拆成多个子滤波器,通过分散估计、两步级联的方法减少计算量,即通过分散式组合方法(DIM)降低量测方程维数;最后,通过子滤波器的并行运行实现高精度实时定位需求。通过仿真实验对该文算法的定位精度和复杂度进行了分析。结果表明:当GPS和BDS可见星数目均为4时,DIM运行时间相对于集中式组合方法(CIM)减少了约31.7%;当GPS和BDS可见星数目均为5时,DIM运行时间相对于CIM减少了约28.4%。该文算法可以在保持定位精度的同时有效减小计算量。

采用相位平滑伪距方法研究两种卫星导航系统组合定位的精度

北斗卫星导航系统目前已经开始提供区域定位服务。为了研究北斗系统单点定位精度以及与全球定位系统组合定位效果,采用赫奇滤波方法对全球定位系统单系统、北斗系统单系统以及双系统消电离层组合伪距观测值进行相位平滑,并对单系统以及双系统消电离层组合的定位结果进行比较分析。实验结果表明,平滑后的定位误差更稳定,误差波动范围明显变小。目前北斗系统平面精度10m,高程精度优于20m。因为北斗系统星历精度目前还不及全球定位系统星历精度,在全球定位系统观测卫星足够时,引入北斗系统观测值并不一定能提高定位精度。

“北斗”卫星导航系统在铁路行业中的应用

总结"北斗"卫星导航系统的特点,并与目前应用普遍的GPS进行比较,考虑依赖GPS进行导航定位存在风险可能性,提出卫星导航走向应以"北斗"导航定位系统为主,并与GPS系统相结合,提高系统导航的精度及可靠性。最后对"北斗"卫星导航系统在铁路行业中应用的可行性进行讨论。

新型亚音速飞行器组合导航系统方案及其仿真研究

根据亚音速飞行器的工作特点,提出了一种适用于亚音速飞行器的组合导航新方法.文中考虑了一种典型的飞行路径,对各种组合导航方案进行了比较研究,最后对这些方案进行了数字仿真研究.结果表明,"北斗"和罗兰-C组合的方法比较简单而切实可行,可以满足亚音速飞行器组合导航系统的要求.

北斗三号多频组合RTK定位性能分析

为解决因用户对北斗三号卫星导航系统(BDS-3)单星多频、全球导航卫星系统(GNSS)多星多频组合定位性能缺乏了解造成的应用困扰,本文基于陕西省北斗卫星导航定位基准站系统实测数据,对比分析BDS-3单星多频、GNSS多星多频组合下网络实时动态载波相位差分(RTK)定位精度、收敛时效和固定率,研究加入BDS-3新频点B1c和B2a后对定位性能的影响。结果表明,在开阔环境下,BDS-3单星和BDS+全球定位系统(GPS)双星、BDS+GPS+格洛纳斯全球导航卫星系统(GLONASS)三星组合定位精度量级相当,均满足厘米级高精度定位服务需求;BDS-3新频点的加入对定位精度有一定改善,且高程方向改善更为明显。在遮挡环境下,BDS-3新频点定位时效性有待提高,多星座多频点组合定位性能更优;下午12∶00-16∶00时段,电离层活动剧烈,BDS-3新频点加入后固定率没有提升。

带倾角补偿的低成本GPS/BD-DR组合导航系统设计

针对目前导航系统的不足,提出了一种带倾角补偿的低成本单陀螺仪单加速度计航位推算(DR)方案。结合DR与GPS/BD系统的特点,通过软硬件设计,实现了GPS/BD-DR组合导航方案,提高并完善了导航性能。城市路况实验结果表明:该组合导航系统能够满足车载导航的基本需求,尤其在灵活移动、多坡道及信号盲区环境下具有较高的定位精度,对城市复杂路况导航具有一定的参考意义。

采用多信息源的超紧组合导航系统性能分析

INS/GPS超紧组合导航系统是利用惯性导航系统导航参数辅助全球定位系统卫星信号的捕获和跟踪,满足了低信噪比和高动态环境下的导航精度要求。随着北斗卫星导航系统的发展,将北斗系统构建新的超紧组合导航系统并对新系统进行相关研究具有重要的意义。分析了新系统的关键技术,建立了新系统的滤波器模型,基于软件接收机对新型超紧组合导航系统性能进行仿真分析。结果表明,新系统在导航精度上与INS/GPS超紧组合系统性能相当,但是可以提高系统的可用性。

双源组合导航系统关键算法研究

针对基于伪距、伪距率的北斗/捷联惯导组合导航系统开展了前期的理论研究,介绍了卫星/惯导组合导航系统中松组合、紧组合和超紧组合的基本原理,并建立了以伪距、伪距率为观测量的北斗/捷联惯导组合导航系统的状态方程和量测方程,设计了卡尔曼滤波参数,仿真验证了基于伪距、伪距率的组合导航系统能够有效的抑制捷联惯导系统的位置和速度误差随时间发散的特性,取得了良好的效果。仿真结果显示,北斗/捷联惯导组合导航系统失准角误差优于0.03°,东方向和北方向的位置误差和速度误差分别优于10m和1m/s。