对伪距/相位组合量探测与修复周跳算法的改进

经典的伪距/相位组合法探测与修复周跳时,需要使用精密P码,这限制了其应用范围。结合电离层残差组合对其进行了改进,导出修正公式,并给出可以用来探测与修复周跳的组合量的条件,并在实验中利用L1,-1、L-3,4、L-7,9和L-14,18组合量进行了探测周跳的测试。实验表明,改进的算法在静态测量数据中,当卫星截止角大于15度时,无论是利用C/A码伪距还是交叉相关P码伪距和载波相位组合,可以检测出模拟的全部周跳;在动态测量数据中,也可以检测与修复绝大部分的周跳。

北斗多频观测最小噪声系数组合法

在卫星高精度定位中,采用多频观测量组合可以构建长波长、无电离层延迟、无几何距离等组合,有效解决定位过程中的载波相位模糊度、电离层延迟、周跳等问题。本文在多频实系数组合方面,提出一种多频最小噪声系数组合方法,以组合后噪声系数最小为基本原则,并根据电离层延迟的影响分析了忽略电离层延迟和综合电离层延迟的组合。在多频最小噪声系数组合过程中,采用的频点个数越多,组合后的观测量精度越高。忽略电离层延迟组合主要考虑观测噪声的影响,北斗双频、三频、四频、五频、六频的最优组合相比于单频观测量,理论观测量精度分别提升了40%、53%、58%、62%、64%;综合电离层延迟组合兼顾电离层延迟和噪声系数的影响,通过适当放大噪声系数来降低电离层系数。在实际接收的观测量验证时,最小噪声系数组合的观测量精度提升效果与理论分析的变化趋势基本一致,采用实际数据进行北斗PPP定位分析,结果表明,双频最小噪声系数的定位精度略优于非差非组合。

一种非组合Galileo三频精密单点定位方法及精度分析

同时播发多个频段的导航信号已经成为新一代GNSS卫星的显著特征与未来趋势。多频导航信号设计对提升GNSS精密单点定位精度及缩短初始化时间方面尤其具有重大意义。本文提出了一种利用非组合Galileo三频观测数据的PPP定位算法,采用实测Galileo三频数据按照该算法进行了解算,并采用传统双频算法对相同数据进行解算形成参照,结果显示Galileo三频PPP算法在定位精度及收敛速度上均优于传统双频PPP算法,这种优势在观测数据异常时更为显著。

车载振动观测方案对轨道不平顺识别效果影响研究

轨道不平顺是列车振动的主要激励源,影响列车运营安全性和舒适性。轨道不平顺的快速、准确动态检测对线路的维修养护具有重要的指导意义。将车载振动响应作为观测量,采用卡尔曼滤波理论上可以实现轨道不平顺的识别。铁路列车车辆模型复杂、自由度多,车辆振动响应观测传感器数量和精度有限,具有较高精度和经济性的实用传感器布置方案还有待深入研究。为此,建立10自由度独立车辆仿真模型,推导其对应的状态空间方程,假定轨道不平顺满足随机游走模型,进而基于扩增卡尔曼滤波算法对轨道高低不平顺空间曲线进行了识别,揭示了轨道不平顺识别结果出现数值漂移的原因,提出基于集合经验模态分解的去漂移方法。通过数值算例验证了所采用的模型及算法的正确性。考虑传感器布置可行性设计了6种观测方案,对各观测方案下的轨道不平顺识别效果进行了评估。分析了车辆参数、车速和传感器噪声对识别效果的影响。研究结果表明:绝对位移观测量的缺失会导致不平顺识别结果出现漂移现象;采用3个及以上观测量组合方案的轨道不平顺识别精度较高;观测量中包含相对位移可增强长波不平顺识别效果,但降低短波部分的识别精度。实际车辆参数、车速与理论值的较小偏差仅仅影响特定波长不平顺的识别精度,信噪比与识别效果在全波长段上呈正相关。研究成果可为轨道不平顺识别的车载传感器布置提供指导方案。

测地型GPS接收机计量校准的分析与探讨

通过理论分析天线高的测量、不同测量软件及观测量线性组合的选取对于GPS接收机校准结果的影响,结合实例验证,提出了正确选取测量参数的方法。

用单频GPS数据实现低轨卫星动力学法定轨研究

采用星载GPS双频观测数据,低轨卫星定轨的精度可以达到厘米级。采用GRACE A卫星的星载GPS观测数据,分别基于单频数据(C/A和L1)的半合组合观测量和双频数据的消电离层组合观测量,采用动力学低轨卫星定轨方法,解算了7d的GRACE A卫星轨道,解算结果与德国地学中心发布的快速科学轨道进行对比分析,并通过卫星激光测距观测数据进行检核。结果表明,通过半合组合观测量定轨得到的结果,在径向R、切向T、法向N方向的均方根误差平均值分别为7.9cm、20.1cm和5.5cm,三维定轨精度平均为22.8cm,利用卫星激光测距数据进行检核,残差平均值为-1.8cm,均方根误差为8.6cm。证明了采用单频观测数据进行定轨的可行性,并且定轨精度可以达到一般低轨卫星定轨精度的要求。

联合历元间差分相位和双频载波消电离层模型的定位方法

本文展示了一种利用历元间载波相位差分结合双频载波消电离层组合观测量的定位方法,该方法计算简单,可用于低成本、小型化的无人机产业的实时导航定位。采用香港大地测量观测站数据对该方法进行验证,结果表明:滤波收敛后,该方法的定位结果在E、N、U方向精度(RMS)的平均值分别达到0.61m、0.21m、0.52m,三维精度达到0.83m,与传统伪距单点定位相比,精度有较大提升。

用于在轨服务的多天线差分GNSS相对定位研究

针对执行在轨服务任务中的航天器姿态运动引起共视天区变化进而导致差分全球导航卫星系统(GNSS)中断的问题,文章基于矢量运算原理提出了天线间观测量组合差分的方法,并通过搭建差分GNSS半物理仿真系统,模拟在轨服务近距离任务场景,验证天线间观测量组合差分方法在航天器姿态运动下的差分GNSS数据输出。结果表明:该方法能有效增加任务航天器与目标航天器间的共视卫星数量,提升了在轨服务任务中差分GNSS相对定位的稳定性,可为基于差分GNSS相对导航的在轨服务任务设计提供参考。

一种快速检测GPS卫星完好性风险的方法

提出了一种观测量组合算法对完好性风险进行了监测;并针对多接收机单统计量的线性组合进行了讨论;最后利用实际数据对该统计方法进行验证。研究结果表明:在发生失效的情况下,观测量组合算法能够更快地监测故障的发生,提高了对故障的检测速度,同时可检测出小偏差故障,降低系统的漏检率。