基于零基线的GPS/BD2兼容接收机精度检测方法研究

论文利用内噪声水平的评价方法,采用零基线测试方案,通过对数据分流和事后相对定位数据解算,比较分析了两款接收机各跟踪通道的载波相位、伪距、多普勒测量数据和定位解算精度,检验了北斗高精度兼容接收机的GPS测量数据实际测试精度.     

INS辅助GPS接收机及其对伪距测量精度的影响

GPS接收机通过测量伪距进行载体位置的解算,而伪距测量精度与接收机的码延迟锁相环带宽有关。为了提高GPS接收机伪距测量精度,通常采用INS辅助、码/载波跟踪环技术。根据以C/N0为基础的伪距测量方差,分析INS辅助GPS接收机原理,研究INS辅助对接收机伪距测量精度的影响。在复杂电磁环境下,INS辅助GPS接收机是组合导航发展的方向,特别是紧耦合INS/GPS组合模式。     

GNSS不同定位模式性能比较与分析

针对不同接收机用户对全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)定位精度的需求,分析了GNSS不同定位模式的定位性能差异.从GNSS观测方程入手,分别对观测方程线性化,绝对定位、相对定位模型进行了理论分析,得出了定位精度从高到低的顺序为:载波相位差分、伪距差分、位置差分、伪距绝对定位.用GPS差分接收机在四种定位模式下进行定位精度测试,测试结果验证了理论分析的正确性,并给出结论:载波相位差分定位精度可达2cm,表明了其在高精度定位与测量领域的广阔前景.     

系泊状态舰载捷联惯导系统的全参数在线标定

为了满足在舰标定的需求,提出了一种舰载捷联惯导系统在系泊状态下的全参数在线标定方法。首先建立了陀螺和加速度计的输出误差方程。然后给出了误差参数标定Kalman滤波模型,该模型以陀螺和加速度计零偏、安装误差、标度因数误差等24个误差量为状态量。设计了低通滤波器从捷联惯导解算速度中获取速度解算误差作为量测量。设计了一种合理的标定路径,提高了状态量的可观测度。通过对IMU转位数据进行导航滤波处理,估计出全部参数。仿真试验和实物摇摆试验表明,该方法能够准确地估计出全部参数,具有工程实践价值。     

高精度系统时钟下的相对定位算法研究

在TDMA消息分发机制的网络中,获取成员之间准确地相对位置关系十分重要。由于一般导航系统提供的经纬度误差较大,本文提出一种在高精度系统时钟下,通过伪距测量实现网内节点相对定位的算法。在此基础上,详细介绍了针对高动态用户的TOA测量与惯性导航系统（INS）相结合的组合导航算法,建立以导航控制器为坐标原点的相对导航坐标系,根据惯导误差理论设计卡尔曼滤波器,并进行仿真分析。结果显示,该算法对于网内节点的定位精度有明显提高。     

Kalman滤波应用于GPS相对导航信息解算方法

舰艇编队航行协同作战,必须精确确定编队成员间的相对位置和方位,即进行相对导航。研究利用GPS伪距信息进行差分,以卫星伪距差分信息作为观测量,以跟踪船相对目标船的位置信息作为状态量,建立相对导航模型,利用卡尔曼滤波解算跟踪船相对目标船的位置信息,从而获得跟踪船相对目标船的距离和方位信息。应用此方法进行实测实验,结果表明测距精度优于0.2 m,方位精度优于5°。     

MSINS/GPS深组合导航系统中量测噪声估计

在MSINS/GPS深组合导航系统中,伪距、伪距率噪声对应的量测噪声阵R随环境、卫星位置的改变而改变,它对卡尔曼滤波器的性能影响很大.定点观测能得到量测噪声阵R的准确估计.仿真研究表明,对于MSINS/GPS深组合导航系统,当采用定点观测法估计量测噪声阵R时,卡尔曼滤波器能较好地估计导航参数误差.若适当减小量测噪声阵R,卡尔曼滤波器将提高估计导航参数误差的精度,加快收敛速度.     

基于ARM/Linux的嵌入式卫星定位平台设计及实现

针对多于4颗卫星的GPS导航解算及其在嵌入式平台上实现的问题,设计了接收机位置求解算法,在ARM平台上移植嵌入式Linux并实现嵌入式导航软件.首先分析了导航数据提取理论模型,基于最小二乘法设计了接收机位置解算算法.为满足便携性和可移植性,基于ARM9给出了嵌入式GPS导航解算系统平台,并在嵌入Linux系统下设计和开发了GPS导航解算软件.实验结果表明,基于最小二乘法的单点定位精度高,系统可靠性高,可移植性强.     

导航信号卡尔曼滤波定位解算方法研究

研究了导航信号的卡尔曼滤波定位解算方法，该方法能够实现用小全的测量值完成导航解的估值解算，同时还可以对导航解进行平滑，减小噪声对导航解的影响。仿真结果证明了该方法在导航定位解算中的有效性和可行性。     

伪卫星增强卫星定位精度与抗干扰能力研究磁

受信号遮挡或干扰影响,卫星导航在一些场所应用受限,而伪卫星作为一种简便易行效果显著的增强手段,在一定程度上可弥补其不足。通过对伪卫星增强卫星定位原理研究,从几何精度因子、接收机干信比着手,分析伪卫星增强卫星定位、抗干扰效果及伪卫星增强应用中注意的几个问题。仿真说明,只要通过合理布设伪卫星,可以有效改善卫星导航定位图形结构,提高导航定位精度和抗干扰能力。     

一种基于航位推算的水下机器人导航算法

本文针对智能水下机器人(AUV)导航信息较少的特点,进行了基于航位推算的AUV导航系统研究.首先利用传感器信息进行了航位推算,然后建立了基于一阶时间相关函数的辛格模型,利用强跟踪卡尔曼滤波算法对推算结果进行了次最优估计,提高了系统的跟踪能力,改善了导航精度,同时对GPS数据进行了野值剔除.松花湖上的试验结果验证了算法的有效性.     

推算船位／罗兰C（GPS）组合导航系统的研究及其海上试验

该文研究了推算船位／罗兰Ｃ（ＧＰＳ）组合导航系统的组合模式和推广的非线性卡尔曼滤波算法在该组合模式中的应用，详细推导了舰船运动的七状态数学模型及其机械编排。该文还给出了该组合系统在南海进行试验时的舰船轨迹及定位误差曲线，并进行了比较分析。结果表明：组合系统克服了推位系统的积累误差，抑制了罗兰Ｃ（ＧＰＳ）的随机定位误差，有效地改善了导航定位精度，滤波方案正确，算法稳定。该组合系统已成功地装备于多种型号的舰船上。     

潜航器轨迹跟踪与航向预测算法

海况条件较差时,基于水下单点GPS定位系统的潜航器实时定位有较大测量误差,不利于潜航器的轨迹跟踪与航向预测。针对误差服从高斯分布的水下单点GPS定位系统,提出基于改进型扩展卡尔曼滤波算法的GPS跟踪方法和基于回归分析算法的航向预测方法。通过测试与仿真,对定位设备采集到的数据进行对比分析,试验结果表明,上述算法显著提高了轨迹测量精度与航向跟踪能力,准确绘制出了潜航器的实时航行轨迹与航向预测线,可应用于潜航器的轨迹跟踪项目中。     

神经网络在组合导航定位算法中的应用研究

针对无源北斗1号/惯导组合导航系统滤波定位算法,文章提出并设计了神经网络及其训练算法RLS,用其输出修正组合导航滤波输出结果,提高组合导航系统的定位精度。通过仿真验证了此方案的可行性,并能有效提高北斗1号组合导航系统的定位精度。     

区间平滑在船用INS/GPS姿态组合导航系统事后评估中的应用

组合导航系统事后区间平滑算法处理数据精度较在线滤波算法高,通常以经过事后处理的惯导状态信息作参考,对中低精度的舰船导航设备工作性能进行评估。在以速度、位置作为观测量的INS/GPS量测方程的基础上,增加姿态外部修正信息,采用固定区间平滑算法进行处理得出高精度的评估数据,进而分析舰船导航设备的数据输出精度。仿真分析结果表明,增加姿态信息并结合固定区间最优平滑算法的处理方法,可以使系统的姿态测量精度获得大幅度提高,并能克服最优滤波对平台误差角初期估计精度低的缺点,可以作为一种评估舰船导航设备工作性能的事后分析方法。     

基于卡尔曼滤波的地形辅助导航

利用海底地形辅助导航是水下载体导航技术致力研究的新方向。该文利用多波束测深系统测量真实地形数据,在此实测地形图的基础上,采用ICCp算法为对准匹配算法,得到水下载体的最佳匹配位置,提高水下载体的导航精度。并利用仿真以平台式惯导系统为例,用卡尔曼滤波对惯导系统误差进行最优估计,取得了较好的效果。     

舰船综合导航系统的联合卡尔曼滤波器设计

针对由惯性导航系统,全球定位系统及天文导航设备组成的舰船综合导航系统的特点,设计了联合卡尔曼滤波器,并给出了联合卡尔曼滤波器的结构及其算法。理论分析与仿真结果表明,该算法具有全局最优性,能够满足系统的精度要求,且应用该联合滤波可提高系统的容错性能。     

基于多普勒和光纤陀螺水下机器人导航系统研究

对基于DVL和FOG的导航方法进行研究,设计了导航方法的无缆水下机器人导航系统,分析导航系统的主要误差源,采用扩展Kalman滤波算法辨识传感器的安装偏差,通过湖试数据验证了该算法的稳定性和正确性。     

卡尔曼/粒子滤波器在船用组合导航中的应用

采用将全球定位系统GPS（Global Positioning System）与捷联惯性导航系统SINS（Strapdown Inertial Navigation System）进行组合导航的方式,组合后系统性能将优于GPS或SINS单独使用时的任一系统。介绍了基本粒子滤波器算法原理并对卡尔曼/粒子组合滤波器在船用GPS/SINS组合导航中的实现形式及算法特点进行了研究。仿真结果表明,对于船用SINS/GPS组合导航问题,卡尔曼/粒子组合滤波器能够获得较高的滤波精度,满足实际船用导航要求。