基于双预瞄纯追踪算法的丘陵山区农机差分导航系统研究

针对丘陵山区农业机械因体积小、种类多,难以无人作业改造的问题,搭建基于双预瞄纯追踪算法的丘陵山区农机差分导航系统,完成导航系统结构、路径规划策略和追踪控制器的设计。使用Ntrip DTU和北斗定位板卡完成差分定位。采用平滑转向方式,提出适用于丘陵山区的全局路径规划策略,可有效适配不同转弯半径的农机,减少地头区域。设计双预瞄纯追踪模糊控制器,开展与纯追踪控制器的对比仿真试验,并搭建试验样机完成测试。实际测试结果显示:控制器在追踪直线时,在s=2.9 m处收敛,在之后的直线追踪中平均绝对误差保持在0.01 m;在追踪曲线时,两段弯道最大误差分别为0.08 m和0.75 m,平均绝对误差0.04 m。

卫星差分导航定位技术及误差问题分析

卫星导航系统属于四大导航系统的范畴,并且为我国的发展带来安全、可靠的定位服务。同时,为了保证卫星导航系统的准确性,卫星差分导航定位技术应运而生。但是在应用卫星差分导航定位技术的时候,还需要注意误差问题,对其进行有效的控制是保证卫星差分导航定位技术准确性的关键。因此,本文对卫星差分导航定位技术以及误差问题等相关问题展开了分析,目的是提高定位的精度。

差分导航中月球运动引起的多普勒频移

为分析月球运动引起的多普勒频移分布情况,基于太阳光差分导航系统,利用立体几何构建了月球运动模型,分析了不同月球转轴下的反射点运动速度,并依据反射体运动的多普勒频移原理推出了月球表面任一反射点运动引起的多普勒频移值计算式,进而通过实验仿真月球运动引起的反射光的多普勒频移分布.实验结果表明,航天器-月球距离、太阳-月球-航天器夹角、月球转轴方向影响着多普勒频移分布,这可对太阳光差分导航测量模型中反射光的分析提供补偿.

考虑钟差修正的脉冲星与多普勒差分组合导航

为了提高导航系统长时间航行的导航精度和钟差修正能力,提出了一种钟差修正的X射线脉冲星与多普勒差分组合导航方法.X射线脉冲星导航(X-ray pulsar navigation,XPNAV)使用脉冲到达时间作为导航量测量,多普勒差分导航测量两个时刻航天器相对于太阳的多普勒速度,并将两个多普勒速度的差值作为导航的量测量,这里采用两个多普勒速度的差值可避免多普勒速度偏差;在此基础上,将星载时钟钟差增广为新的状态变量,建立组合导航系统,使用联邦无迹卡尔曼滤波器(unscented Kalman filter,UKF)融合导航信息.仿真结果表明,该方法可以抑制多普勒速度偏差对导航的影响,控制星载时钟钟差,并提供更高的导航估计精度.

面向编队飞行的天文多普勒差分/脉冲星组合导航

太阳光较强,太阳多普勒差分导航测量精度高,但难以提供多方位速度信息。恒星星光弱,恒星多普勒差分导航测量精度低,但可提供多方位速度信息。为了提高航天器的天文自主导航能力,提出一种面向编队飞行的天文多普勒差分/脉冲星组合导航方法。利用3颗及以上的脉冲星导航是完全可观测的,但滤波周期较长,难以获得连续的导航信息。3种导航方法具有互补性,可以进行组合导航。利用扩展卡尔曼滤波器作为导航滤波器来融合天文多普勒差分和脉冲到达时间,并为编队飞行提供绝对和相对导航信息。仿真结果表明,该组合导航方法能为编队飞行提供高精度的绝对和相对导航信息。

差分卫星导航系统定位精度飞行测试方法

针对机载差分卫星导航系统的定位误差特性,提出一种考核机载差分卫星导航系统定位精度的飞行测试方法。在事后数据处理过程中,由于两部卫星接收天线之间安装位置不同而导致的杆臂效应会使最终结果产生较大的计算误差,故提出了一种基于消除杆臂的数据处理方法。通过以上飞行测试方法和数据处理方法可以有效地评估机载差分卫星导航系统的定位精度。

空间应用GPS接收机的差分及相对导航仿真结果

欧空局与ＡＬＣＡＴＥＬ－ＳＥＬ业已完成空间应用的ＧＰＳ接收机的预先研制工作。它们已经生产出两套ＧＰＳ并交付给ＥＳＴＥＣ无线线导航实验室。１９９３年夏，这种接收机中有一种经过专门鉴定后已在德国ＡＳＴＲＯＳＰＡＳ平台上飞行。曾用各种仿真方案对ＧＰＳ接收机进行测试，其中包括差分及相对导航测试。

基于差分卫星导航的着舰引导技术分析

着舰引导技术是航母/舰载机系统的核心技术,差分卫星导航相对定位精度高,广泛应用于近距离相对定位,基于差分卫星导航的着舰引导技术是当前着舰引导技术研究的热点。载波相位周跳是影响差分卫星导航相对定位精度的关键因素。本文在分析基于差分卫星导航的着舰引导系统架构的基础上,提出一种改进的包含周跳的卡尔曼滤波模型。该模型能够削弱差分卫星导航相对定位处理流程中载波相位周跳影响,提高相对定位精度,试验结果证明了本文所提卡尔曼滤波模型的有效性。

差分GPS导航着陆系统

GPS(Global Positioning system)作为一种精确的全球卫星导航定位系统，巳在军用和民用的许多领域得到了广泛的应用，作为机载导航设备，GPS更具有导航精度高、导航信息多、设备简单、地面建站容易等特点，是其他机载导航设备所无法比拟的。本文介绍了所研制的飞机导航着陆DGPS系统。

舰船导航应用全球卫星定位系统

为了研制独具特色的舰船导航相关系统,通过分析美国GPS全球导航定位系统的技术优势,借鉴美、欧等发达国家民用导航技术成熟的经验,充分利用美国的GPS、欧盟的GNSS、俄罗斯的GLONASS三大系统的兼容性和免费性,依托中国自主的"北斗"导航系统(CNSS),研究中国舰船导航系统应用的具体方法。旨在建立方便的、安全的、运行可靠的舰船导航系统。

基于云计算的广域差分增强系统研究

研究利用云计算技术提升现有导航定位系统功能,给出云计算技术支持下的导航定位云系统的基本原理和网络拓扑,将云计算引入广域差分增强系统进行导航定位信息的实时播发研究,提出一种基于节点异构性的分层混合组播云结构的广域差分增强系统,并对其进行性能分析。结果表明,该云系统网络配置简单,可扩展性强,实时性较好,可以很好地满足导航增强信息在互联网上大规模实时播发的应用需求。

空中无人作战平台差分卫导与通信集成系统设计

提出了一种集成设计导航定位与数传通信的差分导航通信系统,以满足无人机对机载轻量化高精度导航定位的需求。该差分导航通信系统由地面站和机载设备组成:地面站完成差分卫导修正量生成与播发;机载设备接收地面站播发的差分卫导修正量,并结合本地卫导观测量实现高精度的实时动态定位。系统试验结果表明,该差分导航通信系统在50 km范围内具备亚米级精度的导航能力。

利用北斗连续运行参考站系统提高导航定位精度的试验

为了利用北斗连续运行参考站系统提高民用导航定位的精度,采用实时码差分定位技术提高车载导航仪的定位精度,通过自定义差分电文可实现北斗伪距改正数的播发,将系统的解算单元和播发单元分离从而实现分布式系统架构,采用基于最近物理参考站的码差分定位差分生成及播发策略提供海量用户并发服务。该系统实现了接收机终端算法与服务器软件算法的模型统一,并在东部某市实际北斗连续运行参考站系统中实际运用,测试验证了该算法的精度及系统的可靠性。

基于水域机器人的水下地形测量系统研究与应用

本文首先介绍了水下地形测量系统方案,结合我院引进的水域机器人测量系统,介绍了水域机器人测量系统水下地形测量作业流程,将水域机器人测量系统应用于渠口坝景观大桥工程水下地形测量,结果表明,该水域机器人测量系统测量数据质量较好、成果可靠、能降低测量人员的劳动强度、大大提升作业效率,较好的为生产服务。

基于AIS岸台的DGPS校正量播发应用

为提升上海洋山港通航安全的航海保障技术支持能力,上海洋山港E航海示范工程建设和完善相关航海保障支持服务设施。介绍利用洋山港周边水域船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)岸台播发差分全球定位系统(Differential Global Positioning System,DGPS)校正量的方法,并对测试结果进行分析。

基于同温层平台提高LADGPS覆盖范围研究

探讨了利用高空域、长寿命 (HAVE)同温层平台提高局域差分定位系统 (L ADGPS)覆盖范围的可行性。设计了一种空基增强系统结构方案 。

无人机六目倾斜摄影相机系统研制及应用

为提高无人机倾斜摄影测量的数据采集效率,基于高分辨率单反数码相并综合顾及了相机布局、成像质量及快门同步等影响因素,研发了一种适合较大区域的六目倾斜摄影相机系统。测试及应用结果表明,该六目倾斜摄影相机比五目全画幅倾斜摄影相机外业数据采集效率提升约40%,能够在保证精度的同时显著减少总照片数量、提高据处理效率。可满足实景三维建模、地形图及地籍图测量等不同领域的应用需求。

基于矩阵优化技术的RTK定位耗时改进方法

差分卫星导航实时动态(RTK)定位的计算耗时主要取决于定位程序中的卡尔曼滤波实现.卡尔曼滤波实现中有大量的矩阵运算,因此,矩阵的优化技术有可能成为降低RTK计算耗时的有效手段.基于RTK定位算法中卡尔曼状态转移矩阵的特殊性,对卡尔曼的状态变量预测以及状态变量的协方差矩阵预测进行了改进.运动平台实测结果表明,矩阵优化后的RTK定位耗时较优化前减少至1/7倍左右.

无线电信标／DGNSS系统的最佳频道分配方法

用低频海用无线电信标（RBN）播发差分全球导航系统（DGNSS）修正信息的迅猛发展进一步增加了这一已经过分拥挤的频段，同频和邻频RBN信号之间相互干扰，使覆盖区大为减小，本文介绍一种全新的频道分配方法，该方法考虑了各信标台站有用和干扰信号的天波和地波，也考虑了大气噪声的分布。在保留海用RBN和空用RBN原有功能的前提下，新的频道分配使DGNSS覆盖区大为增加，同时还保留空用RBN台站使用原来的频率。最后，在附录中给出了我国，日本和韩国RBN／DGNSS系统近年来的发展概况。