基于"北斗"导航系统的无线传感器网络定位算法研究

对无线传感器网络的定位算法AHLOS以及中国“北斗”卫星系统的定位算法进行了分析，指出了不足，提出了一种改进方案，即利用“北斗”接收机作为信标节点，实施综合定位算法，快速实现了较高精度的相对定位和绝对定位。     

基于Matlab的北斗卫星位置计算及精度分析

获取各个可见卫星的位置和速度是北斗卫星导航接收机实现定位、测速和定时的必要条件,由广播星历算出的卫星空中位置与实际位置之差,对用户定位和导航的精度有重要影响.基于广播星历提供的开普勒轨道参数和轨道摄动改正项参数,利用Matlab编程实现了北斗卫星的瞬时坐标的计算,并将其与精密星历提供的同一时刻的同一颗卫星坐标进行对比,对广播星历的精度进行分析.结果表明,IGSO和MEO北斗卫星的广播星历精度均优于GEO卫星.     

基于GPRS技术的北斗卫星定位算法研究

随着5G通信系统的发展，卫星定位导航系统中出现了许多新的机遇和挑战。为了消除或减弱北斗定位中各种误差的影响，提出了一种基于GPRS技术的北斗卫星定位算法。该算法根据北斗卫星导航系统原理，获取导航定位数据，提取有用信息，根据误差消除结果，改进北斗卫星定位算法，修正定位误差。实验结果表明，该算法的定位精度和效率能够满足实时动态定位系统的实际需要。     

卫星导航系统服务性能分析与试验验证

北斗卫星导航系统已成为服务于中国及其周边地区的区域系统,并成为在轨运行的三大卫星导航系统之一。兼容互操作是卫星导航系统的发展趋势,为方便导航用户选星的使用要求,分析三大卫星导航系统的服务性能,给出卫星导航系统服务性能指标及定义。结合国内外学者对卫星导航系统服务性能的研究,对GPS、GLONASS和COMPASS等三大卫星导航系统的空间信号精度进行分析。结果表明我国北斗卫星导航系统在服务范围内能够向用户提供与GPS系统相同精度的定位、授时服务,且服务精度优于GLONASS系统。     

利用北斗单星三频载波数据估算码偏差的方法

卫星导航系统码间硬件延迟偏差是电离层解算的主要误差来源,在高精度定位时,码偏差需要加以计算和消除.本文提出了通过北斗单星三频无电离层组合、线性回归假设及载波硬件延迟模型进行估算北斗接收机载波相位码偏差的方法,直接计算接收机的码偏差.通过采用实测的北斗单星三频载波数据,验证了该方法对于码偏差大于1μs时是有效性的.此方法提高了北斗二代测试期间数据质量分析水平,增强了北斗接收机软硬件的开发测试能力.     

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基于北斗导航系统实现列车定位具有显著的性能及成本效益.为确保其符合特定应用需求,需要对定位完好性进行有效监测.立足于对常规接收机自主完好性监测方法进行有效辅助,本文提出一种应用于北斗列车定位的接收机自主完好性监测可用性预测方法.该方法利用北斗导航系统历书信息,结合列车运行计划实施完好性监测离线计算,预先对实际行车过程中可能的完好性状况进行估计,为列车在途定位完好性监测计算提供先验信息,确保定位结果满足应用需求.采用现场试验数据验证了本文所提出方法的预测能力,在基于卫星导航的列车控制等系统领域具有重要的应用价值.     

GPS整周模糊度的求解方法

提出一种在用户ＧＰＳ接收机与ＧＳＰ接收站伪距和载波相位差分的情况下,用户接收机在动态定位中整周模工的求解法,伪真结果表明,该方法能有效地确定用户接收机的整周模糊度。     

引入轨道特征的北斗列车定位方法研究

列车定位是轨道交通众多应用的基础条件,北斗卫星导航用于列车定位能够有效提升我国轨道交通装备的自主性.针对列车北斗定位性能对运行条件的适应性需求,本文提出一种引入轨道特征的北斗列车定位方法,该方法从轨道电子地图中提取轨道特征参数,在列车状态预测的系统模型中增加轨道约束,并利用一维地图位置预测拓展北斗导航卫星的伪距测量.利用现场实测数据构建场景进行仿真.所得结果表明,本文提出的方法能够提高列车定位解算对卫星可视条件的鲁棒性,有效拓展北斗列车定位在恶劣观测条件下的可用水平,具有较高的实际应用价值.     

GPS操作模拟器的数模设计与编程

用“Ｔ迷推标法”建立船舶航行船位的计算数模，再用天珠星体运行规律建立ＧＰＳ系统模拟卫星网和卫星运行的模型，然后根据ＧＰＳ定位精度与定位卫星及测者构成多面体体积成反比的原理，并引用球面三角形的角超值，可以导出选择定位卫星的方法，从而实现了在实际航行中的ＧＰＳ接收机操作所出现的各种情况的模拟。     

北斗卫星危化品运输监控指挥系统

2008年1月17日，由中国卫星导航定位应用管理中心、交通部科学研究院、中国机动车辆安全鉴定检测中心主办，中兴恒和能源科技有限公司、沈阳中兴恒和北斗卫星应用有限公司承办的”北斗卫星导航应用成果推广会-危化品运输监控指挥系统”，在北京钓鱼台国宾馆召开。沈阳国家高新技术产业开发区林海波副主任、交通部科学研究院李作敏院长、中国机动车辆安全鉴定检测中心王焕德主任、国家发改委高新技术产业司任志武副司长、总参测绘局袁树永等领导到会并讲话。     

GPS/BDS联合解算的列车高精度实时定位方法

为了构建智能化列车运行控制体系,针对卫星导航的铁路应用,开展了列车定位优化方法的研究;利用广播星历实时特性,借助框架转换模型为系统提供实时、准确、统一的时空参考;结合误差模型校正系统中与定位相关的误差,以降低定位解算复杂度;为了进一步优化系统定位性能,提高定位精度,提出一种基于GPS/BDS多星座联合解算的非差载波相位定位方法;利用京沈高铁实际数据进行仿真,对比了单星座定位方法和多星座定位方法的信号几何分布和定位误差;为了进一步验证提出定位方法的性能,利用同一组数据,将定位结果与传统伪距单点定位结果进行对比。试验结果表明:在测试期间,GPS和BDS单星座定位方法的可见卫星平均数分别为9.2和13.4颗,几何精度因子平均数分别为2.341 7和2.272 1;GPS/BDS多星座定位方法可见卫星平均数为22.5颗,几何精度因子平均数为1.264 6,因此,多星座定位方法能够成倍增加可见卫星数,优化卫星信号几何分布,在卫星信号连续变化条件下保证精确、连续定位;在卫星信号稳定区域内,伪距单点定位和提出的定位方法在空间三维方向上的定位均方根误差分别为5.396 1、5.569 7、2.831 2和0.976 1、0.988 8、0.861 8 m,在卫星信号受限区域内,伪距单点定位和提出的定位方法在3个方向上均方根误差分别为7.245 9、7.056 3、3.756 2和1.561 2、1.603 1、1.215 5 m,因此,相比于传统伪距单点定位,提出的定位方法能够在多个场景下获得更高的定位精度。      

GNSS卫星导航地基增强系统与位置云服务关键技术

针对地基增强系统自主研发了高精度增强参考站网络位置服务平台,通过与国际上代表性的平台系统比测,结果表明:网络RTK服务的初始化时间基本一致,相同测试点两个系统的精度相当,均实现了厘米级的RTK定位.北斗与GPS联合数据处理结果表明:联合解的57条基线在X、Z方向均优于1 mm,Y方向优于2 mm.与北斗和GPS单独解算相比,联合解算分别有55条和53条基线精度得到了改善,占总体的96.5%和93.0%.针对大规模CORS网络的多模GNSS数据融合、处理与位置服务问题,提出了建立位置无关服务和资源池的位置云服务的思想,实现数据处理与分析能力共享、多样性服务、广域无缝定位连接,为广域分布式CORS网络的信息获取、共享、处理和分析等提供了全新的理论基础.      

横纵摇对舰载GNSS信号多路径效应的影响

建立了舰船相关坐标系与舰载GNSS天线相关坐标系, 构建了GNSS卫星与倾斜天线的空间位置关系模型; 基于理论分析与动、静态试验, 给出了舰船摇摆条件下GNSS信号的多路径效应随接收机天线倾斜角的变化规律。研究结果表明: 当舰载天线受横纵摇影响连续处于摇晃倾斜姿态时, 卫星信号多路径效应的变化与天线倾斜方向、天线倾角和卫星相对高度角的差有关; 卫星位于天线倾斜方向时, 相对高度角大于天线倾角的卫星信号多路径效应不受天线姿态变化的影响, 小于天线倾角的卫星信号多路径效应随天线倾角的增大而增大, 且逐渐趋于稳定; 卫星位于背对天线倾斜方向时, 相对高度角大于天线倾角的卫星信号多路径效应随天线倾角增大而缓慢增大, 小于天线倾角的卫星信号多路径效应随天线倾角增大而显著增大, 甚至部分卫星信号完全失锁; 卫星处于倾斜天线天顶方位时, 其多路径效应不受天线倾斜角影响。可见, 根据舰船不同姿态确定各颗GNSS观测卫星信号置信度, 可为海上动态精密定位与测量的误差修正问题提供解决方向。      

全球卫星导航系统的构成及其比较

介绍了全球卫星定位系统、格洛纳斯卫星定位系统、伽利略卫星定位系统和北斗卫星定位系统的构成、优势等基础上,论述了各系统在技术上的比较。     

"北斗一号"与全球定位系统性能比较

讨论北斗卫星导航系统的建立和组成,并分析其功能和定位原理;通过与全球定位系统的对比,分析北斗卫星导航系统的技术特征,展望了卫星导航系统的发展前景.     

基于遗传算法的最佳天文定位星座组合

基于遗传算法，引用GPS定位中的几何精度降低率理论，建立了最优定位星座组合选择模型，编制了计算软件，以三星、四星天文定位为例，从侯选定位星体中选择出最佳的星座组合。应用结果表明．应用遗传算法进行最佳星座组合改变了传统的天文定位选星模式。真正实现天文导航自动化。     

基于卫星导航的列车轨道占用加权识别方法研究

全球卫星导航系统在列车位置服务中的研究越来越广泛，基于卫星导航的列车定位方法可结合轨道电子地图将卫星定位结果转换为一维轨道里程值，其中列车轨道占用状态的正确识别是列车卫星定位的基础.本文提出一种基于地图匹配的适用于道岔区段内列车轨道占用加权识别方法，首先构建列车卫星定位的置信区域，然后计算置信区域内的线路数据与原始卫星定位结果的距离偏差和方向偏差等，对列车的轨道占用状态进行识别，并综合考虑铁路线路的拓扑结构，以及列车运行状态以提高运算效率.结合现场数据并与垂直投影法和交互多模型法对比可知，本文方法在保证轨道占用识别正确率的基础上，提高了计算效率.     

基于卫星导航的列车轨道占用加权识别方法研究

全球卫星导航系统在列车位置服务中的研究越来越广泛，基于卫星导航的列车定位方法可结合轨道电子地图将卫星定位结果转换为一维轨道里程值，其中列车轨道占用状态的正确识别是列车卫星定位的基础.本文提出一种基于地图匹配的适用于道岔区段内列车轨道占用加权识别方法，首先构建列车卫星定位的置信区域，然后计算置信区域内的线路数据与原始卫星定位结果的距离偏差和方向偏差等，对列车的轨道占用状态进行识别，并综合考虑铁路线路的拓扑结构，以及列车运行状态以提高运算效率.结合现场数据并与垂直投影法和交互多模型法对比可知，本文方法在保证轨道占用识别正确率的基础上，提高了计算效率.     

相位平滑伪距差分技术在北斗定位中的应用探讨

为提高北斗卫星导航系统的定位精度和稳定性,研究载波相位平滑伪距差分定位技术。推导伪距差分和载波相位平滑伪距的Hatch公式,利用实测的北斗数据进行单频和双频载波相位平滑伪距,将平滑后的伪距用于差分定位,并对实测数据进行算法验证。结果表明:经过载波相位平滑后的北斗码伪距定位精度和稳定性,较未平滑的数据可得到明显改善;北斗卫星导航系统的相位平滑伪距差分技术定位精度可达到其在GPS应用中的同等效果,无明显差距。     

基于粒子滤波联合算法的地磁室内定位

室内地磁场受钢结构与其它铁磁材料的影响,造成磁场区域局部异常,使室内地磁场具有特异性. 受益于此种现象,室内地磁定位技术得以实现. 然而在大型建筑中地磁场的特异性会减弱,这导致定位结果出现模糊现象. 针对这一现象,文中提出了基于路径匹配的室内地磁定位技术,通过增加匹配特征数量来解决此问题. 使用基于动态时间规整（dynamic time warp,DTW）算法与粒子滤波（particle filter,PF）算法的新型联合算法,并以路径匹配的模式对目标进行追踪. 在匹配过程中又通过计算斯皮尔曼等级（Spearman）相关系数确定路径之间的相似度,使之作为辅助定位. 最后用装载了磁传感器的测量机器人进行实验验证,结果表明:路径匹配具有足够的地磁特征数量,能够解决特异性减弱情况下定位结果模糊现象,且定位精度优于1 m.