基于MRPs估计航天器姿态的IUKF算法及改进

航天器姿态确定的模型具有严重的非线性性。而采样卡尔曼滤波(UKF)通过采用一组确定性采样得到的Sigma点比扩展卡尔曼滤波(EKF)能够更准确地近似初始分布,使滤波在不准确的初始条件下更快地收敛。利用修正罗德里格参数(MRPs)表示姿态,用动力学方程进行角速率的传播,利用UKF的改进算法迭代采样卡尔曼滤波(IUKF)对航天器的姿态进行估计。在分析IUKF性能的基础上进一步对IUKF算法作了改进,通过仿真算例将3种方法进行了比较。结果表明:IUKF及改进IUKF算法姿态参数的滤波精度比UKF更高,同时改进IUKF算法比IUKF的滤波能更快趋于稳定。     

基于MRPs估计航天器姿态的IUKF算法及改进

航天器姿态确定的模型具有严重的非线性性.而采样卡尔曼滤波(UKF )通过采用一组确定性采样得到的Sigma点比扩展卡尔曼滤波(EKF)能够更准确地近似初始分布,使滤波在不准确的初始条件下更快地收敛.利用修正罗德里格参数(MRPs)表示姿态,用动力学方程进行角速率的传播,利用UKF的改进算法迭代采样卡尔曼滤波(IUKF)对航天器的姿态进行估计.在分析IUKF 性能的基础上进一步对IUKF算法作了改进,通过仿真算例将3种方法进行了比较.结果表明:IUKF及改进IUKF算法姿态参数的滤波精度比UKF更高,同时改进IUKF算法比IUKF的滤波能更快趋于稳定.     

利用高精度PPS测量进行GPS-GLONASS时差监测

首先对三类不同卫星导航系统时间基准偏差监测途径进行简要介绍,并首次把高精度PPS(pulse per second)测量这种方法成功应用到GPS-GLONASS时差监测中。针对PPS测量方案作了较为详尽的论述和说明,包括硬件配置、数据采集和后处理等内容,在试验中利用两台GPS和GLONASS双模接收机分别输出1PPS的GPS和GLONASS秒脉冲信号,使用斯坦福大学的SR620精密时间间隔计数器进行PPS精密测量,从而得到GPS和GLONASS的系统时间偏差测量值,并通过带有汉宁窗的FIR滤波器得到GPS和GLONASS的系统时间偏差估计结果,其平均值为317.1ns,标准差为5.01ns。     

基于随机模型改正的有色状态噪声处理新方法

控制有色状态噪声影响除了通过状态向量扩展的方法外,也可以通过修正随机模型.提出采用多项式长除法将有色状态噪声模型展开成无穷级数,截断取其有限项,进而求取有色状态噪声方差.利用该方差对随机模型进行修正,再结合现代时间序列分析方法,构造出新的ARMA新息模型,并根据该新息模型设计状态最优滤波器.为了说明该方法的正确性和合理性,将它与标准的Kalman滤波和状态向量扩展法进行分析和比较.结果证明利用该方法能有效地控制有色状态噪声的影响.     

应变参数的抗差解及误差影响

应用弹性力学的应变分析理论和抗差估计原理，推导了应变参数的抗差解及其误差影响函数。实际算例表明，应变参数的抗差解可以有效地抵制粗差的异常影响，得到应变参数的可靠解，这对于利用高精度GPS复测资料研究大尺度的地壳运动和变形具有实际意义。     

3种测站布局星载观测数据增强定轨研究

低轨卫星(LEO)星载观测数据可削弱导航星精密定轨时对地面站的依赖性。分析了在全球测站均匀但不均衡、国内区域测站加入我国南北极测站、仅国内区域测站3种测站布局情况下,加入LEO进行联合定轨时LEO对导航星定轨的增强程度。使用双星GRACE和地面实测数据进行了定轨实验分析,并对轨道进行1 d预报。结果表明,3种测站布局加入LEO后定轨精度一维RMS分别提高了6 mm、2.7 cm和2.5 dm,提高程度分别在19.5%、38.2%、63.1%,区域测站提高最为明显,加入我国南北极测站定轨精度提高至5 cm以内;切向、法向、径向均有相应程度的提高,切向稍大;轨道预报精度分别提高了15.3%、28.9%、66.0%,与定轨精度提高程度相一致。     

BDS精密单点定位残差分析

对北斗精密单点定位的观测残差进行了系统全面的分析;通过对一站多天、多站一天解的观测残差、天线相位中心偏差对观测残差的影响以及观测残差历元间的关系进行实验分析。结果表明,北斗GEO卫星的伪距和相位的无电离层组合观测残差存在着系统偏差,这一系统偏差与测站的观测环境无关;伪距的无电离层组合观测残差的系统偏差具有常数特性;相位的无电离层组合观测残差的系统偏差与天线相位中心偏差有关。     

一种自适应两阶段卡尔曼滤波算法

当动力学模型存在未知的随机系统偏差时,两阶段卡尔曼滤波要优于标准卡尔曼滤波。两阶段卡尔曼滤波的基础是准确的知道随机系统偏差的统计特性,这在实际过程中是很难做到的。提出了基于新息向量的自适应两阶段卡尔曼滤波。它不仅能够很好的估计随机系统偏差,而且在随机系统偏差的先验统计特性不准确时也能取得良好的效果。最后通过一个仿真算例,验证了自适应两阶段卡尔曼滤波的适用性。     

抗差岭估计的误差影响测度

当观测值受异常污染影响而不服从正态分布，且平差法方程出现病态时，采用抗差岭估计可得到参数的理想解。本文基于抗差岭估计理论，导出了抗差岭估计的误差影响函数，以及实用的抗差岭估计参数解差和参数解差函数，并结合实例作了多种的试算和比较，结果表明，抗差岭估计的误差影响函数对模型及参数解的理论分析具有重要意义，参数解差函数计算方便，几何意义明确。     

大地网三类设计的功效函数法

本文首先阐述了大地网三类设计的意义和研究进展,分析了传统三类设计理论的弊端;针对大地网三类设计中评定网的改进质量的标准问题,引入了功效函数法,并指出了这一方法从总体上给出新增观涮值对原网改进的实际贡献,为改进大地网的累积误差和总体系统误差提供了依据,而且计算十分简单。为了证明本理论的正确性,文中作了大量模拟计算。