支线机场 GNSS非精密进近的成本/效益分析法

全球导航卫星系统（GNSS）是当今民航技术发展的应用趋势。针对中小支线机场，给出GNSS仪表非精密进近与传统陆基导航设施下的仪表非精密进近的成本／效益分析方法。详细讨论了GNSS非精密进近的投资建设成本及其相对于传统陆基导航设施下的仪表非精密进近程序的经济效益增长值的计算方法。     

基于GNSS/INS的列车定位风险评估方法

全球卫星导航系统（global?navigation?satellite?system，GNSS）应用于列车运行控制系统位置服务时，需对其进行风险评估，以确保其满足安全相关的需求. 为此，首先建立一种基于卫星导航系统与惯导系统（inertial?navigation system，INS）融合的列车定位单元结构，通过分析传感器融合数据对故障进行检测及识别，并计算水平保护距离，结合水平位置误差、水平告警门限、告警时间等指标参数，对列车定位单元的工作状态进行识别；其次在此基础上分析由危险状态生成的风险事件，并计算列车定位单元危险侧失效率及故障概率；最后结合现场试验数据对所提出的风险评估方法进行测试验证. 验证结果表明:若误警率、漏检率均为1 × 10?7/h，水平告警门限为20 m，定位单元在相对开阔环境下的故障率为9.14 × 10?7/h，受限环境下的故障率为1.52 × 10?4/h；若运行线路对风险指标参数需求降低，则误警率、漏检率及水平告警门限也会增大，受限环境下的定位单元故障率也随之降低，在误警率、漏检率均为1 × 10?5/h，水平告警门限为100 m时，计算获得的受限环境下定位单元故障率为0. 因此，在对定位单元进行风险评估时需考虑不同线路对指标参数的需求.      

基于分布式WebChart的船舶导航系统

为了提高目前WebChart信息传输与交互的效率,分析了WebChart作为船舶导航系统需要解决的海图数据网络传输、实时获取本地导航设备数据、客户端之间信息交互等问题,提出并构建了一种基于分布式WebChart的船舶导航系统。该系统采用数字签名和Java本机接口方法解决了WebChart对本地资源的访问,实现了通过客户端串口对本地传感器信息的读取,并且系统采用了分布式体系结构,船舶用户不仅可以通过网络浏览器浏览海图数据,而且可以在海图平台上相互可见和交互,从而使船舶用户能够方便地通过网络实时、准确地分析和了解其周围的动静态航行环境,获取全面的导航服务。     

基于简化差分相干积累的北斗B1频点信号精捕获算法

北斗卫星信号的捕获速度、灵敏度及精度将直接影响接收机的性能指标.本文提出了一种提高北斗导航卫星B1频点信号检测信噪比的精捕获算法,该算法基于简化差分相干积累（SDCI）的短时匹配滤波器（STMF）和快速傅里叶变换（FFT）运算（STMF-FFT）.为了保证在降低FFT运算量和提高信号检测概率的条件下,获得更精确的多普勒频率估计,采用逼近效果较好的切比雪夫线性最小二乘曲线拟合法得到多普勒频移的精确化估计值.理论分析和仿真验证表明：本文提出的SDCI算法比非相干积累算法获得的检测信噪比高约3.2 dB.     

基于改变压缩比的新型柴油机冷起动辅助装置

柴油机的冷起动性能直接影响油耗、排放指标，甚至生产任务的完成，因此柴油机冷起动的可靠性已经成为当前柴油机发展中的重要课题之一．为此开发了一种基于缸内机油喷射来改变压缩比的柴油机冷起动辅助装置，其工作过程是在柴油机曲轴达到规定的转速和转角时，向气缸内喷人一定量的机油，从而达到通过提高压缩比、减少漏气损失，改善柴油机冷起动性能的目的．分析了该装置的工作原理、结构特点、及其控制系统和喷油量的计算．     

组合惯性导航系统研究

本文阐述惯性导航系统的研究背景及研究现状,分析捷联惯导系统(SINS)和单目视觉系统组合的导航方法的研究前景.目前,以惯性导航系统为主,重力、地形、地磁、视觉等特征信息为辅的组合导航系统越来越成为研究的热点问题.     

GPS／DR／MM车辆组合导航定位系统研究

为了克服卫星信号盲区GPS定位间断或失效以及航位推算（DR）定位误差随时间积累等缺陷,设计了一种基于嵌入式系统的GPS／DR／MM车辆组合导航定位系统。通过Kalman滤波对多传感器信息进行最优估计,并应用地图匹配（MM）技术,以得到最佳定位信息。系统的各模块任务使用t~C／OS—II嵌入式操作系统统一调度。经测试,该系统能实现车辆的可靠、准确定位,并且能精确地在上位机的导航地图上实时显示出车辆当前的位置和其他状态信息。该组合导航定位技术在智能交通系统（ITS）领域具有较高的应用价值。     

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。     

Research and Implementation of Beidou-3 Satellite Multi-Band Signal Acquisition and Tracking Method

A new acquisition and tracking method is proposed for signal processing under the new signal system structure of Beidou-3 navigation satellite system(BDS-3). By starting with the analysis of the characteristics and signal structure of the new signal, the local replica of the ranging code and the study of the characteristics of the ranging code are completed, which proves that the method in this paper can be used in the subsequent acquisition and tracking process. The fast Fourier transformation(FFT) search based on longer coherence time and the adaptive phase-frequency switching carrier tracking loop are proposed for signals in different modulation modes. The actual signal of Beidou-3 satellite is sampled by local experiment, and the acquisition and tracking of the Beidou-3 satellite multi-band signal is finally completed. The tracking results verify the feasibility of the proposed acquisition and tracking method.     

基于电子海图的海洋渔船导航系统设计与实现

鉴于目前亟待解决的渔船监控与导航问题,介绍基于GPS和电子海图的渔船导航系统的整体结构、主要功能、技术特点及其实现。该系统由GPS接收机、导航终端、监控中心计算机及通信网络构成,主要包括海图管理、海图显示、航线导航、航行线路监控以及航迹回放等功能模块,具有海图无缝拼接、自动调度与显示等特点。实验表明。该系统能够满足渔船导航与监控的需要,使用它可以提高渔船行驶的安全性。     

交流传动机车起动控制特性研究

交流传动机车处于起动低频运行阶段时，受最小开关时间和最大开关频率的限制电流和转矩波动很大．分析了交流传动机车起动低频运行阶段，在传统直接转矩控制下电流和转矩波动大的原因．提出了采用保持最大的磁链幅值和限制最大电流改善低频起动性能的控制策略，并给出了控制策略实现方法，通过仿真实验证明了该方法对于改善低频起动性能是有效的，该控制方法实现简单，在充分利用电机铁磁材料的同时对逆变器具有保护作用，适于在低频起动阶段控制中使用．     

新型车辆导航监控系统研究

将蓝牙通讯技术引进车辆的定位,研究了基于卡尔曼滤波算法的GPS/DR/MM/BB组合车辆导航监控系统;设计了基于DSP的车载导航计算机,实现了USB通讯及大容量数据存储,在导航定位功能基础上实现了"黑匣子"的多种功能.研究实现的原理样机进行了大量的跑车实验,结果表明:所采用的车辆组合导航方法是有效的、可行的,具有很好的应用价值.     

车辆导航系统语音路径引导模块的实现

研究了路径引导模块在车辆导航系统中与其他模块的关系，以及语音路径引导功能的主要优点，设计了一种应用GIS为基础数据平台，结合路径规划模块以及定位模块的算法步骤，给出了行驶指令的生成、规划路径的跟踪与发声条件判断以及声频引导信息的生成三大关键子模块的实现方法。实际使用结果表明，该模块生成的声频引导信息准确及时，达到了设计目的。     

卫星导航中一种新的能量压缩算法

针对卫星导航系统,特别是采用直接序列扩频的卫星导航系统,利用其循环平稳特性,采用陷波滤波器滤除伪随机码频谱中一些频率,然后再用载波调制信号.信号处理后卫星导航信号的能量大大降低,而伪随机码与本地码的相关特性保持不变,即,码测距精度不变.这种处理后的弱卫星导航信号可以寄生在其它卫星,而不被发现,从根本上提高了系统的抗干扰能力.最后并通过仿真验证了方法的可行性.     

基于卡尔曼滤波的GPS/DR导航信息融合方法

为了有效地实现GPS/DR(Global Positioning System/Dead Reckoning)组合导航系统的信息融合,提高GPS/DR组合导航系统的精度和可靠性,分析了传统的利用全球定位系统(GPS)与航位推算系统(DR)跟踪车辆位置方法的特点,结合GPS和航位推算DR两种定位方式的优点,在车辆定位技术中采用GPS/DR组合定位技术,构建了基于卡尔曼滤波技术的自适应联合卡尔曼滤波器,使用Matlab软件工具进行了计算机仿真验证,从软件集成的角度探讨了GPS/DR组合定位技术的串口通信等关键技术的软件实现问题,给出了GPS单独导航、DR单独导航和GPS/DR组合导航三种工作状态下的位置误差。从对比中可以看出,组合系统能在任何情况下实现车辆的实时、可靠、准确的定位,定位误差最小,同时还可以减小甚至消除推算定位系统随时间积累的误差。     

基于GNSS移动基线的列车完整性监测

为满足下一代列控系统(NGTC)采用车载设备实现列车完整性监测，尽量减少地面设备的要求，本文提出基于全球卫星导航系统(GNSS)移动基线的列车完整性监测方法.列车头部和尾部分别安装列首、列尾天线，通过星间及两天线的站间载波相位差分消除传播路径和钟差等误差的影响；实时解算移动基线长度，并将其与参考车长比较，实现列车的完整性监测.为评估所提算法性能，在京沈高铁进行实验.实验结果显示，基于移动基线的最大车长误差在0.5 m以内，相较于单点定位的最大1.3 m误差有明显提升.     

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故障检测与隔离是保证组合导航系统容错性能的重要措施。本文针对车辆导航系统的可靠及安全性需求,分析了组合导航系统的传感器故障特性,建立了包含三个数据通路的车辆组合导航系统容错设计结构,提出了一种基于主成分分析的故障检测与隔离算法。该算法利用数据的相关关系,采用正常条件下的导航历史数据建立统计PCA模型,通过一定的统计量控制限检验新的导航数据样本相对于模型的背离程度实现故障检测,并根据不同数据通路的故障检测结果动态调整导航子系统的有效性因数,从而隔离故障造成的影响。仿真结果表明,该算法实现简单,能够有效实现对组合导航系统故障的检测与隔离。     

基于车路信息交互的车辆卫星定位协同定权方法

为确保基于卫星导航系统的车辆定位性能满足特定交通应用需求，本文针对导航卫星观 测量权重分配对复杂动态运行环境的跟踪适配问题，建立基于车路信息交互的车辆卫星定位协 同定位增强总体框架；基于加权最小二乘定位解算模式，设计基于轻量级梯度提升机建模与多车 信息综合决策的协同定权方法，提出面向学习建模通道的导航卫星伪距残差轻量级梯度提升机 建模方案，面向定权计算通道设计了基于多车信息综合决策的导航卫星观测量权重决策策略。 实验结果表明：运用轻量级梯度提升机构建伪距残差模型，相较于支持向量机、随机森林以及仅 基于基础卫星观测特征的轻量级梯度提升机，均方根误差分别降低了62.1%，29.9%，60.4%；运用所建立的预测模型协同定权所得水平误差标准差，相对于等权和卫星仰角/信噪比组合定权策略分别降低了48.5%和47.6%。研究结果对于充分发挥车路协同系统模式下，信息交互机制的核心优势和优化车辆卫星定位性能具有重要意义。     

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.      

Receiver autonomous integrity monitoring availability and fault detection capability comparison between BeiDou and GPS

This paper used the statistical methods of quality control to assess receiver autonomous integrity monitoring （RAIM） availability and fault detection （FD） capability of BeiDou14 （Phase II with 14 satellites）, BeiDou （Phase III with 35 satellites） and GPS （with 31 satellites） for the first time. The three constellations are simulated and their RAIM performances are quantified by the global, Asia-Pacific region and temporal variations respectively. RAIM availability must be determined before RAIM detection. It is proposed that RAIM availability performances from satellites and constellation geometry configuration are evaluated by the number of visible satellites （NVS, NVS 〉 5） and geometric dilution of precision （GDOP, GDOP 〈 6） together. The minimal detectable bias （MDB） and minimal detectable effect （MDE） are considered as a measure of the minimum FD capability of RAIM in the measurement level and navigation position level respectively. The analyses of simulation results testify that the average global RAIM performances for BeiDou are better than that for GPS except global RAIM holes proportion. Moreover, the Asia-Pacific RAIM performances for BeiDou are much better than that for GPS in all indexes. RAIM availability from constellation geometry configuration and RAIM minimum FD capability for BeiDou14 are better than that for GPS in Asia-Pacific region in all cases, but the BeiDou14 RAIM availability from satellites are worse than GPS＇s. The methods and conclusions can be used for RAIM prediction and real-time assessment of all kinds of Global Navigation Satellite Systems （GNSS） constellation.