GPS多普勒差分测速算法

全球卫星定位系统(GPS)多普勒单点测速技术是单GPS天线测姿技术的核心,但其测速精度易受卫星速度误差、卫星钟漂、电离层延迟、对流层延迟以及飞行器位置误差等因素的影响。针对上述问题,提出结合GPS地面基准站卫导观测数据,对机载GPS多普勒观测量进行双差处理,从而得到GPS多普勒双差方程。求解该双差方程,能够有效缓解上述不利因素的影响,得到精度更好的飞行器实时速度。半实物仿真计算结果与跑车实验计算结果都表明多普勒差分测速精度大幅优于多普勒单点测速精度。

Kalman滤波估计GPS载波相位变率的测速方法与实现

利用差分测速和Kalman滤波估计相位变率方法对某次航空重力测量的飞行数据进行了解算,通过与GT-1A自带的GPS高精度定位测速软件和WAY-Point软件比对分析,结果表明:采用Kalman滤波估计相位变率的GPS差分测速,能够适应较复杂的运动模式,定速精度达到mm/s级,高于WAY-Point软件的动态测速精度。

利用非线性跟踪微分器测速测加速度的研究

针对在光电跟踪伺服系统中常规差分测速度和测加速度高频时带来的误差放大问题,文中提出了将非线性跟踪微分器应用于测速测加速度环节的方法,利用位置传感器测出的位置信号,能快速准确的估计出速度和加速度信息。该方法不基于对象模型,计算量小,简便且易于实现,同时也无需额外的硬件开销。文中在进行大量数值仿真分析的同时,进行了实验验证。结果表明,伺服跟踪系统在低速(0.03°/s)情况下,速度和加速度的波动方差分别降低了7.56″/s和11.52″/s2。并且在低速跟踪时平稳无抖动。文中方法有效可行,为今后伺服系统速度闭环提供了新的思路。

基于历元星间双差模型的GNSS测速方法

速度信息是描述物体运动状态的重要参数之一,利用GNSS技术可以迅速可靠地进行速度测量。本文利用GNSS载波相位观测值,提出历元星间双差的测速方法。该方法仅需利用单个GNSS接收机的载波相位观测值先后在历元和星间求差,以双差值为观测值,先求解载体在历元间移动的距离,根据历元间的时间间隔求解其速度。试验结果表明:该方法在静态并且观测环境较好的条件下,E,N,U方向上的测速精度优于RTK位置差分和多普勒测速方法;在动态且观测环境较差的条件下,E,N,U方向上的测速精度优于RTK位置差分测速方法,但较多普勒测速方法差。

航空重力测量中利用GPS测定载体的速度和垂直加速度

采用接收机原始多普勒、相位历元间差分获得的导出多普勒、基于相位的Kalm an滤波方法获得的导出多普勒3种方法测速,利用Ashtech GPS双频接收机观测的动静态试验数据进行解算,试验结果表明:基于相位的Kalm an滤波方法结果最优,动静态测速精度均可达mm/s量级。在基于相位的Kalm an滤波方法的速度结果的基础上,利用非均匀B样条最小二乘拟合方法计算出载体的加速度,试验结果表明:采用合适的滤波方法和区间静态情况下载体加速度精度可达2×10-8m s-2。

深空探测DOD测量技术的实现

本研究开发了可用于深空探测任务中的开环差分测速观测技术和设备，并首次应用于嫦娥-1绕月探测中。测轨观测验证的结果表明，差分观测可以很好地消除开环观测中上行站的系统频率漂移问题。该技术也可以用于太阳系中更遥远天体的探测，如在中俄联合火星探测中对YH-1探测器的差分单程测轨任务。