基于PXIe总线架构的GPS导航信号模拟源设计及实现

卫星导航信号模拟源为用户终端设备的设计、验证、测试提供输入信号源,是用户终端设备研发和卫星导航信号系统验证的重要工具.早期的射频合成技术产生的信号的精度和通道一致性较差,随后的模拟中频合成技术存在通道间偏差的问题,而目前常用的数字中频合成技术存在相位抖动问题,所以本文基于PXI Express(PXIe)总线的软件无线电架构,设计并实现了一款采用数字基带合成技术的软硬件结合模拟源.模拟源上位机数学仿真软件采用图形化编程语言LABVIEW开发,实现简单,开发效率高,最终生成数字基带合成信号;模拟源硬件则使用美国国家仪器公司(NI)模块化的虚拟仪器,接收并处理上位机产生的数字基带合成信号,最终产生用户终端设备可以接收的全球定位系统(GPS)射频信号.利用频谱分析仪观察模拟源输出信号的频率和带宽,验证了GPS模拟源仿真信号的正确性;利用商用接收机进行定位解算,分析静态和动态场景下的信号质量、定位结果及三轴定位误差,验证了GPS模拟源仿真信号的准确性和有效性.      

单目视觉技术在室内定位中的应用研究

针对有源室内定位技术存在的基建投资较大、信号稳定性要求高、定位效果不理想等问题,文中提出一种成本较低、定位精度不受信号稳定性影响的无源室内定位方法.该方法应用单目视觉技术分析实时照片从而确定用户的室内定位.首先使用AlexNet网络的迁移模型识别照片得到初步定位,进而结合尺度不变特征变换算法和相机位姿估计算法解算出精确定位.经测试,92％ 的测试点定位误差在1.5 m以下.结果表明,文中提出的定位算法能实现较高的定位精度,为无源室内定位的相关研究提供参考.     

《机载LiDAR数据误差处理理论与方法》内容简介

正本书较系统地研究了机载激光雷达(LiDAR)测量数据误差处理的理论与方法:介绍其技术的发展、主要应用领域及当前研究的热点和难点问题;详述其系统组成、对地定位原理及方程、测量作业的生产流程、数据特点及处理;分析影响对地定位精度的各种误差源,并基于几何定位方程、误差传播定律定量分析各项误差源对对地定位的影响规律;在平差理论的基础上提出基于无控制三维表面最小高程差和     

顾及运动特征的北斗用户机模拟路径生成技术研究

根据北斗用户机模拟路径生成过程中存在的问题,首先,研究了一种基于距离关系解决离散路径连接问题的算法,其次考虑到北斗用户机的定位性能,提出了一种综合的路径压缩方法实现对其模拟路径的高质量压缩,并通过插值运算得到一系列有序点集,用于模拟北斗用户机在不同时刻的位置,方便模拟路径的生成。     

基于DOA和TOA的机载单站无源定位

研究可对地面固定目标进行定位跟踪的机载单站无源定位方法,建立二维等效定位模型,利用DOA和TOA信息建立状态方程及测量方程,经过扩展卡尔曼滤波算法进行定位及跟踪。通过计算机仿真结果验证,该方法稳定、有效,且可达到相当的精度。     

基于北斗无源与GLONASS导航系统的卫星组合导航用户位置计算

提出基于GLONASS卫星导航和北斗无源卫星导航系统的卫星组合导航模式,针对组合导航模式中存在的地球模型、坐标系、系统时间等不一致进行分析,并建立北斗无源导航系统与GLONASS系统之间的系统时差数学模型,再根据坐标转换与统一,运用最小二乘的方法进行用户位置定位解算,并通过实际飞行数据进行验证,证明这种组合方法是可行的。     

“北斗一号”如何定位

北京时间2003年5月25日零时34分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭,成功地将第三颗“北斗一号”导航定位卫星送入太空。它与2000年发射升空的前两颗“北斗一号”工作卫星组成了完整的卫星导航定位系统。“北斗一号”3颗卫星位于高度近3.6万公里的地球同步轨道,其定位原理是由用户先发射需要定位的信号,通过卫星转发至地面控制中心,地面控制中心根据卫星信号和用户信号解算出用户位置后再通过卫星转发给用户。与GPS和GLONASS相比“北斗一号”导航定位系统观测量的取得及定位解算均在地面中心站进行,卫星和用户机需具有转…     

基于数据与模型双驱动的音频/惯性传感器耦合定位方法

北斗卫星导航系统已于2020年实现全球覆盖。在开阔的室外环境,北斗可提供厘米级的定位服务,正向着更泛在、更融合、更智能的综合时空体系迈进。目前高精度室内定位技术处于百花齐放、百家争鸣的状态,尽管苹果支持的超宽带技术在市场中拥有优势,但是5G、音频和蓝牙测角等可支持所有大众手机的技术在市场中也具备竞争力。室内定位目前主要面临部署成本高、定位精度低、信号覆盖范围小和系统泛化能力差等难题。多源融合定位技术是解决这些难题的重要途径之一,特别地,融合低成本惯导定位源和高精度射频/音频定位源是目前具备实用价值的融合定位组合。行人航迹推算(pedestrian dead reckoning,PDR)定位源具有抑制积分误差累积的优势,但是由于用户手机握持姿态的复杂性和手机惯性传感器硬件的差异性,其在相对定位精度、手机泛化能力和多握持姿态支撑等方面也存在劣势,此外,受步频的影响,PDR定位源的位置更新率低于2 Hz。为了实现低成本、高精度和广覆盖的室内定位解决方案,本文提出了一种数据与模型双驱动的多源融合定位新范式,其中数据驱动的PDR部分通过构建神经网络模型,训练加速度传感器和陀螺仪测量值特征,学习速度变化矢量,推算高精度行人航迹,模型驱动部分为将数据驱动输出的相对航迹与高精度定位源输出的观测量通过扩展卡尔曼滤波,实现融合定位输出。试验结果表明,基于数据驱动的PDR方法可提供20 Hz的位置更新率,与高精度音频定位源融合,可实现0.23 m的动态定位精度。     

广域实时精密定位与时间服务系统

广域实时精密定位与时间服务已成为GNSS应用领域研究热点,目前国内外学者围绕其模型算法已展开大量的研究。本文重点论述广域实时精密定位与时间服务数据的处理方法和服务系统,给出了基于不同基准约束的卫星钟差解算数学模型,提出通过引入外接原子钟测站、标准时间源(UTC/BDT)等不同时间基准,构建卫星拟稳基准、外接原子钟跟踪站拟稳基准及标准时间源等约束下的钟差解算模型,分析了时间基准对精密单点定位和精密单点授时的影响。本文采用实时卫星轨道、钟差、相位偏差、电离层延迟等服务产品及跟踪站实时数据,验证了系统产品可靠性及终端定位与时间服务性能。实测结果表明:GPS轨道径向精度1.8 cm,钟差STD精度约0.05 ns;BDS-3轨道径向精度6.7 cm,钟差STD精度优于0.1 ns;GPS和BDS-2电离层改正精度分别为0.74 TECU与1.03 TECU。基于该产品实现了用户端PPP、PPP-RTK及PPT、PPT-RTK服务,满足了用户实时厘米级定位和优于0.5 ns的单站时间传递服务,当采用GPS+BDS-2 PPP-RTK解算时,平面收敛至5 cm约需要12 min。     

基于BDS短报文服务的海流机-岸基通信

为了解决海流机海上作业的工况监测和海流机与岸基的远距离通信及数据传输困难等问题,选择将北斗卫星导航系统（BDS）应用到海流机在海上的定位和通信中. 分析海流特点和海流机的几种常见工况. 介绍基于北斗卫星导航系统-卫星无线电导航业务（BDS-RNSS）的海流机定位原理和BDS的短报文通信特点. 将“位拼接-LZW”双重数据压缩应用到短报文通信系统中. 设计一种适用于海流机通信的主控制系统并拟定海流机和岸上用户终端之间的通信方案,旨在提高通信效率和增大数据传输量.      

基于北斗一号的近地卫星天基测控技术及应用

研究了利用北斗一号短消息传输功能支持天基遥测遥控技术;利用其授时功能支持星地时差测量技术;利用其定位功能支持近地卫星测定轨技术,解决了高动态、无高程信息下的北斗一号用户机的定位问题。并对“遥感卫星九号”获取的北斗天基测控试验数据进行了分析。结果表明,天基遥测遥控试验正常;星地时差测量精度满足星务计算机工作要求;仅利用两颗北斗一号卫星对“遥感卫星九号”的四程距离和数据确定的“遥感卫星九号”轨道,与事后精轨比较,半长轴误差约1m。     

基于北斗导航卫星的伪卫星技术在区域定位中的应用

借鉴差分 GPS导航定位的原理 ,阐述了在北斗导航卫星支持下的伪卫星技术 ,探讨了其定位原理、系统配置、技术设计、信号结构、天线安装和使用条件等。实现区域快速无源导航定位 ,需要至少四个伪卫星站提供的导航信号。伪卫星定位导航具有自主、隐蔽、经济等特性 ,在区域定位中应用前景良好。     

北斗电离层模型改正精度分析

电离层误差是影响单频用户机定位精度的主要误差源。卫星导航系统播发电离层模型改正参数供用户使用,模型改正精度会对定位结果产生直接影响。北斗卫星导航系统根据连续监测站实测数据,计算并发播地理坐标系下8参数Klobuchar电离层模型参数,且每2 h更新一次。为了科学评估北斗电离层模型改正效果,文中基于北斗最新观测数据,首先,以CODE提供的GIM模型作为比对基准,详细分析了不同纬度地区、不同时间段内的电离层模型改正精度;其次,分别按照以下定位模式进行计算:1)北斗单频不加电离层改正,2)北斗单频+北斗K8模型,3)北斗单频+GPS K8模型,并分析了电离层改正残差对定位结果影响大小。结果表明,北斗电离层模型改正精度在北半球优于南半球,中纬度地区改正效果最好,其改正残差RMS均值在0.6 m左右,往低纬和高纬度地区呈递减趋势;北京地区北斗单频+北斗K8模型定位精度优于GPS K8模型。     

GPS/BDS及PL高精度RTK定位算法研究

正本文旨在研究GPS/BDS常规RTK和中长距离RTK,以及室内伪卫星RTK高精度定位算法,主要涉及定位数学模型的建立、误差源的处理方法、载波相位观测值的整周模糊度求解及质量控制等领域,在现存算法的基础上,针对其局部局限性,深入分析其原因并对部分算法作出相应的改进和创新,以满足更多环境下的高精度RTK定位需求,为拓宽RTK应用领域提供可行性基础。     

综合PNT体系及其关键技术

综合定位、导航与授时(PNT)的核心是不过分依赖GNNS,采用一切可以应用的PNT信息源实施全空域目标定位、导航与授时服务。本文分析了综合PNT需求,论述了综合PNT的基本定义和基本概念,分析了综合PNT所涉及的信息源,论述了综合PNT关联的核心技术,包括多源PNT传感器集成技术、多源PNT的数据融合技术。强调指出,综合PNT体系的信息源必须是"基于不同物理原理的多源信息";综合PNT的运控系统应该基于云平台,实现用户志愿者共同测控;用户终端或传感器必须"深度集成、低功耗";PNT服务信息必须是"智能融合或自适应融合"。综合PNT系统应该在统一时空基准下,满足服务的可用性、精确性、可靠性、连续性和稳健性。     

协同定位中用户可定位性分析

随着全球卫星导航系统的发展,其已经成为室外环境下应用最为广泛的定位技术。然而,恶劣环境下可靠定位依然得不到保障。协同定位是解决恶劣环境下定位的一种有效方法。在协同定位系统中,待定位节点通过与其附近的节点之间进行相互关系测量和信息交互,可以提高定位的可用性、准确性,并能大大缩短首次定位的时间。关于协同定位的研究也得到越来越多的关注。目前,关于地面节点协同定位基础理论的研究已经取得部分成果。但考虑到地面环境的复杂多样性以及通信技术的快速发展,关于协同的形式以及协同的内容仍然是一个开放的领域。通过构建两个用户之间的协同模型,设计了一种新的协同定位算法,通过交互用户之间的通信和测距信息,从方程解的角度分析了协同定位情形下节点具有更高的可定位性。仿真结果也表明,协同定位能很大程度上提高用户的可定位性。     

水下爆炸试验中的爆源定位方法

水下爆炸试验中,对爆源的定位具有重要意义。本文通过对比分析应用于水下爆源定位测量的各种技术手段,总结其特点和应用条件;针对水下爆炸试验的具体要求,提出适用于悬浮爆源的长基线水声定位测量方法;介绍长基线水声定位的原理,并给出定位计算的爆源坐标显式解。经过对水声定位测量方案的仿真计算和海上试验考核验证,对悬浮爆源的水平定位误差小于2.5m,指标满足水下爆炸试验对爆源定位精度的要求。     

全球电离层实时建模方法研究EI北大核心CSCD

电离层总电子含量(TEC)是描述电离层变化特性的关键参量,构建实时电离层TEC模型可为实时导航定位用户提供电离层延迟改正,加快精密单点定位收敛速度,实现对空间天气的精准监测。基于此,论文以构建实时电离层TEC模型为目标,从融合多源电离层数据构建电离层TEC模型和高精度电离层TEC预报模型的构建展开研究,主要研究内容及贡献如下:(1)使用不同方法评估了2002年001天-2018年365天IRI-2016模型、NeQuick2模型与IGS提供的电离层最终产品(IGSG)的精度。     

GPS综合信息服务网络模式与技术

为了共享ＧＰＳ定位资料,减少ＧＰＳ用户硬软件投入,以适应信息高速公路时代的需要,,本文提出了以差分定位、静态定位等各种ＧＰＳ用户为服务对象的ＧＰＳ信息服务网络模式,并对此网络的基本概念、功能特点、服务对象及服务项目、定位及通信模式等进行了初步探讨,同时提出了进一步研究的有关技术问题以及建立网络的前建议。     

电离层闪烁对卫星导航系统性能影响的仿真分析

电离层闪烁是影响卫星导航系统定位性能的重要因素之一。通过仿真方法对中国区域用户定位性能受电离层闪烁影响的情况进行分析研究。结合电离层闪烁模型、卫星导航接收机模型和用户定位算法,仿真了中国区域内卫星导航系统用户在电离层闪烁存在情况下的定位精度性能。仿真结果表明：电离层闪烁将引起用户接收机测量误差的增大,在受电离层闪烁影响严重的中国低纬地区,用户定位误差将有明显增大,严重时可能出现定位异常。