多模卫星导航系统的RAIM算法研究

研究了多模卫星导航系统的RAIM(接收机完好性自主检测)算法,根据多模卫星导航系统的定位模型,基于最小二乘法的原理计算伪距残差,构造奇偶矢量进行故障检测和故障排除。在只有一个观测量出现粗差的前提下,仿真了GPS与多模GPS/GLONASS/Galileo系统下的卫星可见数和DOP(精度因子),对比了衡量RAIM算法可用性的水平保护门限值(HPL)及这2种系统下的故障检测率与故障排除率。仿真结果表明:与GPS相比,多模导航系统具有更多的可见星,RAIM算法的可用性更高,并且其故障检测和故障排除的性能更好。因此,多模卫星导航系统不仅能为用户提供更高的定位精度,还能为用户提供更好的完好性保障。

军用卫星导航接收机现状及发展趋势

本文总结了GPS接收机在军事应用上的优点及不足,并探讨了军用卫星导航接收机技术的发展趋势。详细介绍了多模卫星导航接收机系统的兼容与互用技术、抗干扰滤波技术、环路滤波技术、组合导航技术、以及相对定位技术,并对相关卫星导航接收机新技术进行了总结和展望。

多模GNSS伪码相关干扰机设计

在信息化战争中,多模卫星导航系统具有三维立体的更加精确的导航和定位能力。通过遏制敌方多模卫星导航系统的正常工作,对战争的胜利起着很重要的作用。本文设计了一种多模GNSS伪码相关干扰机,其利用与C/A码相似的伪码作为干扰信号,使多模GNSS接收机不能正确解调卫星信号,以使其失效。通过分析多模GNSS卫星导航系统的信号特点,设计伪码相关干扰信号,并进行了理论分析,表明使用伪码相关干扰信号所需功率较小。利用DDS芯片和单片机实现了多模GNSS伪码相关干扰机,通过试验验证,该多模GNSS伪码相关干扰机操作简单、干扰效果良好。

GPS/BDS系统间偏差特性及其对PPP影响分析

针对多系统融合精密单点定位(PPP)中存在系统间偏差(ISB)的问题,分析全球定位系统(GPS)与中国北斗卫星导航系统(BDS)的偏差特性及其对PPP的影响:给出GPS与BDS、北斗二号(BDS-2)与北斗三号(BDS-3)之间ISB的变化特性;并总结采用不同处理方式对GPS/BDS融合PPP定位的影响;然后分别将ISB作为白噪声、随机游走过程、常数和分段常数进行处理,分析ISB长短期变化特性。实验结果表明:1)ISB的日变化相对稳定,其日平均值与接收机类型有关,长期稳定性和变化趋势与分析中心产品有关;2)当使用非重叠频率的BDS-2和BDS-3观测时,BDS-2/BDS-3的ISB不为0,即BDS-2和BDS-3之间存在系统偏差;3)使用武汉大学卫星导航定位技术研究中心(WHU)的精密产品,依据ISB不同的处理策略对组合PPP进行处理,其收敛时间和定位精度有一定影响,其中采用30 min分段常数估计的ISB结果为最优。

一种有效的多模GNSS高维模糊度固定算法

高维模糊度固定是目前多模全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)数据处理领域的研究热点与难点。提出了改进的LAMBDA算法,并将其与现有方法组合,总结出一套完整的,适合于多模GNSS数据处理的高维模糊度固定策略。实测数据分析结果表明,采用改进LAMBDA算法可将多模GNSS模糊度固定Ratio均值由2.81提高至5.75;基线重复性在模糊度固定后大幅提升,验证了算法的有效性。该算法可广泛应用于各类多模GNSS数据处理实践中。

GPS/GLONASS/BDS/Galileo动态精密单点定位精度及收敛时间分析

全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)迅猛发展,在轨卫星数量不断增多,多系统轨道和钟差产品精度也在逐步提高,使得多模GNSS联合精密单点定位(precise point position,PPP)成为可能。分析了多模GNSS联合动态PPP精度及性能,给出了多模GNSS联合PPP算法;基于MGEX(Multi-GNSS Experiment)网数据,分析了多GNSS联合动态PPP在定位精度、收敛时间等方面的表现以及截止高度角对其产生的影响。实验结果表明,与GPS(global positioning system)单系统PPP相比,4系统联合动态PPP在精度及收敛速度上具有明显改善,E、N、U方向定位精度分别由1.24 cm、0.97 cm、3.59 cm提高到0.78 cm、0.77 cm、2.48 cm,收敛时间由22.7 min缩短为9.8 min。截止高度角的增加对单系统动态PPP性能影响很大,而多系统却保持了良好的稳定性。

ZHBDCORS Multi-GNSS数据质量分析

在北斗导航卫星系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)迈进全球服务之际,对珠海市北斗连续运行基准站(Zhuhai BeiDou continuously operating reference station,ZHBDCORS)系统2014年以来积累的全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)连续观测数据进行质量检核,分析其质量变化原因,评估系统的BDS支持度。结果表明,ZHBDCORS站点接收机及解算软件均不可跟踪BDS-3信号,且未完全跟踪BDS-3卫星播发的BDS-2信号;部分基准站受观测环境影响,数据完整性差,多路径误差明显,应考虑迁站升级;同等观测条件下,BDS呈现更强的抗遮挡能力。