求解GPS相位整周模糊度的新方法

利用目前低噪声的码／相位双频ＧＰＳ接收机,能够有效地确定宽巷载波整周模糊度（Ｎ１－Ｎ２）,从理论上讲,其求解并不依赖于基线长度及电离层偏差。而基线整周模糊度Ｎ和Ｎ２不易求解,对于长基线而言更如此。     

三频周跳探测方法的应用研究

基于三频数据能形成长波长、消电离层或弱电离层、低噪声等优良特性的组合,对GNSS现代化后的三频周跳探测与修复提出两种新的方法:相位无几何距离组合结合频间单差法和相位减伪距组合法,并对两种方法做对比分析。     

GPS接收机C/A码跟踪算法及环路控制策略

高动态GPS接收机指在接收信号有较大的多普勒频率偏移及其一阶、二阶导数存在时仍能正常工作的GPS接收机。针对高动态环境下伪码跟踪所遇到的问题,重点研究了与高动态载波跟踪算法相匹配的、基于载波辅助技术的归一化非相干点积功率伪码跟踪算法,以及预检积分时间可变的伪码跟踪环路控制策略。采用MATLAB建立了系统模型,仿真结果表明:采用伪码跟踪算法以及结合相应的高动态载波跟踪算法的伪码跟踪控制策略的GPS接收机能在加速度为80 g,加速度为10 g.s-1的指标下正常工作。     

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。     

中长基线单基准站动态定位卡尔曼滤波算法

为了削弱站间星间双差对流层延迟和电离层延迟的影响,实现中长基线实时动态高精度定位,对流层干延迟用Hopfield模型计算,站间星间双差对流层湿延迟用相对对流层天顶延迟估计;站间星间双差电离层延迟用相对电离层天顶延迟估计;在此基础上,将流动站位置参数、相对对流层天顶延迟、相对电离层天顶延迟以及站间星间双差整周模糊度作为状态向量进行卡尔曼滤波估计.经验证,该算法初始历元数少,单历元定位平面中误差小于2 cm,高程中误差小于5 cm.      

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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.     

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.     

GPS参考站网络的电离层延迟建模技术

针对当前4种主要的网络RTK模型，研究用户流动站位置电离层延迟误差建模技术，建立了基于距离相关误差相关特性的电离层延迟误差改正数计算的统一形式，在此基础上对4种电离层延迟建模方法的特性及改正精度进行了分析．基于四川GPS连续运行参考站网络（GPSNOS）以及南加州集成GPS观测网络实测数据的分析表明，改正模型的精度和可靠性等指标受多种因素影响，存在明显差异；线性内插改正模型和线性组合模型用于200km以下的中距离参考站网络，实现了优于2～5cm的流动用户位置电离层延迟误差改正精度，证明是较优的电离层改正模型．上述模型用于虚拟参考站技术中，实现对包括电离层延迟误差在内的分类建模系统误差和精确改正，可有效提高中长距离网络RTK的定位精度．     

基于区域大气增强PPP及其在交通运输中的应用

加快收敛速度是目前实时动态精密单点定位研究的难题。通过已知点观测数据验证了非差非组合PPP定位方法与传统消电离层组合PPP定位精度相当,具有一定实际应用价值。利用高精度CORS系统建立区域电离层模型并对非差非组合PPP进行约束,与消电离层组合PPP定位结果相比,E方向初始历元定位偏差小于0.5 m,8 min内定位偏差收敛至小于10 cm,定位精度得到明显提高,完全能够满足交通运输中动态定位导航的需求。     

北斗导航应用终端的标准研究

从国产北斗导航模块及北斗导航应用终端的测试入手,研究北斗导航模块和北斗导航应用终端科学合理的测试方法和标准规范.通过实例分析,验证了测试方法的可行性,并在此基础上编制《车载终端用北斗导航模块接口规范》、《车载终端用北斗导航模块数据接口规范》、《北斗车载定位模块试验规范》和《北斗车载导航终端试验规范》,为北斗导航应用和第三方检验检测单位以及北斗导航国家、行业标准的制定提供基础资料.     

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.     

"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.     

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.     

我国二代卫星导航系统定位技术研究

导航电文是卫星系统的一项关键技术,导航电文内容中卫星的星历反映卫星的在轨状态,主要讨论了第二代卫星定位导航系统的导航电文的内容设计和最小二乘估计方法在接收机定位中的应用。     

基于改进UKF的BDS/IMU组合列车定位方法

为提高列车定位的精确性和连续性，采用北斗卫星接收机和惯性测量单元构建车载组合定位系统. 针对多传感器组合定位信息融合估计的非线性和鲁棒性需求，将抗差估计理论的等价权原理应用于标准无迹卡尔曼滤波（unscented Kalman filter，UKF）算法，构造了一种改进的UKF算法，通过对标准UKF算法的噪声协方差进行等价替换，从而起到调节滤波增益的作用，使得滤波算法对传感器观测粗差具有较强的抑制能力. 将改进的UKF算法与标准UKF算法应用于列车组合定位进行仿真比较，结果表明:传感器无观测异常时，改进UKF算法的滤波精度总体上略优于标准UKF算法；当传感器观测值含有随机粗差时，改进UKF算法的滤波精度及稳定性明显优于标准UKF算法，北向、东向位置平均估计误差分别降低了48.5%、48.8%，北向、东向速度平均估计误差分别降低了43.7%、48.9%.      

抵御单粒子多位翻转的系统自恢复技术

为减少多位翻转(multi-bit upset,MBU)对星载计算机的危害,提出了一种抵御单粒子多位翻转的系统自恢复技术.该技术利用硬件EDAC(error detection and correction)检测多位错的能力,结合系统自恢复的容错技术实现MBU的捕获,并选择性地启动系统自恢复,以防止MBU造成的系统安全性问题.通过建立关键数据查询,避免不必要的系统自恢复,采用除法散列法和适度恢复策略提高处理速度.SEU(single event upset)危害性分析以及某卫星在轨SEU观测数据表明,提出的系统自恢复技术可使SEU引起卫星故障的概率下降90%以上.该技术已成功地应用于我国XX02卫星.     

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.     

基于Delphi7的GPS数据采集器的实现研究

利用Delphi7和Jupiter 021 OEM板,开发一套GPS数据采集软件.该软件能够动态显示各可视卫星的卫星号、信号强度及信号的空间分布;以北纬、东经、海拔高度表示的三维定位结果及描述几何拓扑误差的HDOP、PDOP、VDOP等误差放大因子;生成动态存储NMEA-0183原始语句及其数据提取结果的文件,为今后分析接收机性能,确定GPS数据采集时段、采集位置,进行定位结果的优化处理等方面提供数据.     

整周模糊度改进算法研究与实现

介绍了在短基线状态下利用单频单历元双差载波相位定位时模糊度固定的基本理论.结合正则化理论和阻尼矩阵的思想,提出了一种用改进的正则化方程来改善法方程病态性的方法.算例分析表明,应用改进的正则化算法可以改善法矩阵的病态性,得到更加精确的浮动解,利用LAMBAD方法搜索可得到准确的整周模糊度解.