地形危险区域确定方法的研究

如何利用地形辅助导航给出的准确定位信息和速度信息检索存储的数字地图，预测出前方危险的地形区域，是地形辅助导航有待解决的问题。本文提出了一套通过地形特征分析自动确定地形危险区域的方法：首先提取出描述地形危险区域的一组特征，例如地形坡度变化率、地形粗糙度、地形高程变化率、地形最大高差、地形斜率均方值以及高程均方值等，然后通过地形特征的分析获得地形的危险区域。实验结果证明了本文方法的有效性。     

基于TERCOM算法的重力匹配

研究了利用地形轮廓匹配(TERCOM)算法进行重力匹配辅助导航,分析了TERCOM算法对不同重力场分布区域的适应性.模拟试验证明,TERCOM算法简单易行.当重力场粗糙度达到3.7 mGal时,重力测量误差超过3 mGal,定位误差也在1个格网单位以内,粗糙度和坡度方差与匹配定位精度的强相关性是选取匹配区域的较好指标.     

地形危险区域确定方法的研究

如何利用地形辅助导航给出的准确定位信息和速度信息检索存储的数字地图，预测出前方危险的地形区域，是地形辅助导航有待解决的问题。本文提出了一套地形特征分析自动确定地形危险区域的方法：首先提取出描述地形危险区域的一组特征，例如地形坡度变化度，地形粗糙度，地形高程变化率，地形最大高差、地形斜率均方值以及高程均方值等，然后通过地形特征的分析获得地 危险区域，实验结果证明了本文方法的有效性。     

双目视觉辅助GNSS在恶劣环境下导航定位

视觉里程计能够在复杂环境下提供短时间的高精度导航定位,全球卫星导航系统（GNSS）具有全天候、全球性和误差不随时间积累的特性,但是在恶劣环境多路径效应下,GNSS定位精度会变差甚至不可用. 为了研究在复杂环境下视觉里程计辅助GNSS导航定位技术,首先介绍了视觉里程计的导航定位原理;然后在卡尔曼滤波器中将GNSS定位结果和视觉里程计定位结果进行了松组合处理;并利用视觉里程计定位结果和预测的视觉里程计误差实现了GNSS在恶劣环境下的导航定位. 基于KITTI数据集的模拟验证结果表明,设计的组合方案能够在恶劣环境下持续提供可靠的导航定位.      

遥感制图与导航定位技术在嫦娥三号遥操作中的应用

系统介绍了嫦娥三号遥操作中基于影像的遥感制图与导航定位技术的应用方法。利用降落相机序列影像实现了嫦娥三号着陆器在嫦娥二号卫星影像上的高精度定位,并生成了着陆区高精度3维制图产品;利用导航相机立体影像生成巡视器周围地形产品,采用站间影像匹配定位和DOM匹配的方式实现了玉兔号月球车的连续高精度定位;将高精度的定位结果和制图产品应用于月球车遥操作任务规划中,为月球车的安全行驶和科学探测提供了精准的定位和3维地形信息。月球车月面巡视探测工作的顺利完成,验证了这些应用技术的可靠性。     

惯性/GPS/高程匹配/景像匹配组合导航中的景像匹配技术探讨

惯性／ＧＰＳ／高程匹配／景像匹配组合导航是用飞于低空空防、导地誓由 有效措施,其中景像匹配技术在组合导航中起极其重要的作用保 整个导航系统最终的命中精度。     

地形高程匹配导航标准体系研究

在分析地形高程匹配导航技术发展现状和应用领域的基础上,系统梳理了地形高程匹配导航现有相关标准。在研究已有标准体系结构的基础上,提出了地形高程匹配标准体系新的框架结构;并根据技术的发展趋势,对急需制定的标准内容提出了意见和建议。     

北斗系统在南极中山站地区的基本定位性能评估

对北斗区域卫星导航系统（BDS）正式运行后在南极中山站地区的基本导航定位性能进行了评估,包括卫星可用性、位置精度因子（PDOP）、伪距观测值质量、电离层模型精度及单频伪距导航定位性能等方面。对南极中山站地区实测数据分析的结果表明,首先,北斗卫星导航系统的可用性与伪距观测值质量在总体上与GPS处于同一水平,并已初步具备了全天导航定位的能力,但存在卫星分布不够均匀、GEO卫星高度角较低、电离层模型精度较差等问题。其次,北斗单频伪距单点定位北、东方向的精度分别优于22 m和9 m,高程方向优于25 m;超短基线的单频伪距差分定位在北、东、高程三个方向的精度分别为3.6 m、2.3 m和3.3 m;总体而言与GPS相比有一定差距。最后,北斗/GPS组合定位相对于单一的GPS定位不仅增加了系统的可靠性,还对定位的精度有明显改善,对于单频伪距单点定位、伪距差分定位的三维点位精度可分别提高10%、22%。     

CNS/SINS组合导航系统仿真分析

天文导航和捷联惯性导航(CNS/SINS)相结合构成的组合导航系统,实现导航优势的互补,提高导航的精度和可靠性。文中阐述在惯性系下,以弹道导弹为研究对象而建立CNS/SINS组合导航的数学模型,并利用MATLAB编程设计基于离散型卡尔曼滤波的组合导航系统仿真,对比SINS和CNS/SINS对载体位置误差、速度误差以及姿态角估计的影响,进而验证CNS/SINS组合导航系统的可靠性。     

基于矢量跟踪的GNSS／SINS相干深组合系统研究

为满足组合导航系统在高动态环境下的性能要求,设计基于矢量跟踪的GNSS／SINS相干深组合导航方法。利用矢量跟踪环路将所有可视卫星的跟踪和导航解算融为一体,增强通道间的辅助;高动态对载波跟踪影响更大,在通道预滤波中将码环载波环分别用独立的滤波器处理,组合滤波中采用通道间差分降低滤波状态维数,提高计算效率。引入惯导的加速度辅助本地信号参数预测,较精确地测量卫星视线方向的加速度,减小接收机在高动态时段的剩余动态,提高本地信号参数的预测精度。基于矢量跟踪软件接收机搭建相干深组合仿真系统,实验表明该方法在高动态等环境下能提高信号跟踪性能,改善系统的精度、可靠性。      

地面起伏对成像及雷达景象匹配的影响

景象匹配是飞行器导航与定位的一种重要手段,其中的雷达图像匹配由于具有全天候的特征而受到人们的重视.在分析了实时雷达图像成像方式的基础上,具体分析了地面高程起伏对雷达图像构像的影响,并进一步推导出在实时雷达图像上,图像像点位移与地面高程起伏的具体关系;以及为了保证一定的匹配定位精度,对于实飞地区地面起伏的定量要求.同时还对导航定位匹配所用的参考基准图受地面高程起伏的影响情况进行了定量的分析,并对理论情况和实际图像进行了计算分析与比较,最后得出在给定匹配精度的情况下,生成参考图时对成像区域内点之间的高差限制要求.     

景像匹配仿真的一种新方法

分析了影响景像相关匹配精度的各种误差因素，并给出它们的误差仿真模型，该模型可以适应飞行姿态、飞行器特性，天候等条件变化时的匹配概率估计，并可以与图像特征参数分析方法相结合。实验验证了该模型的有效性，且可以快速地给出影像图的适配性估计图，用于飞行器的航迹规划。     

辅助导航中等值线匹配算法仿真试验研究

等值线（ICCP）匹配算法是辅助导航中的一个重要匹配算法,但目前缺乏本算法的系统仿真试验。本文对ICCP算法在地形辅助导航中的应用进行了正交实验设计,按照设计方案进行大量仿真研究。通过对仿真结果的分析,得出等值线匹配精度的主要因素。     

一种改进的Marchal地图匹配算法

目前导航系统主要使用的是矢量地图,这种地图的更新周期比较长,新修的道路无法及时在地图上体现出来,使用这种不完整的地图进行地图匹配往往会导致错误的结果。为了解决此问题,本文提出了改进的Marchal匹配算法,并结合影像导航中的遥感影像对匹配信息进行实时反馈,实验结果表明,该算法可以较好地纠正矢量数据不完整时产生的错误,很大程度上提高了匹配的准确性,弥补了矢量地图导航时的不足,可以为影像导航系统提供保障服务。     

数字地图在车辆导航中应用的若干技术问题

分析了对各种车辆导航系统对数字地图的使用需求，提出了车辆导航专用数字地图的特点和建立车辆导航专用数字地图库的必要性，在此基础上对数字地图在车辆导航中的若干技术问题作了一些探讨，并提出了一种在大范围内实现路径规划的技术途径。     

基于多传感器的民航客机定位

为获取民航客机落地前的高精度位置,本文探讨了一种基于多传感器的民航客机高精度定位方法。在飞机飞行过程中,机载数据记录器会记录整个飞行过程中GPS接收机、无线电高度表、惯性导航系统等传感器数据;在飞机落地后,利用无线电高度表数据、GPS数据进行位置差分,再利用惯性导航数据进一步优化,可大幅提高落地前垂直定位精度。结果表明,通过本文方法在机场跑道入口前2 km,飞机定位精度大幅提高,垂直定位精度可以达米级,满足事后调查需求。     

嫦娥三号导航相机测图能力分析及地形重建

基于立体相机成像模型并结合相机参数对嫦娥三号导航相机3维测图能力进行分析,利用摄影测量原理和误差传播定律对巡视器30 m范围内的DEM精度进行了理论分析,推导出导航相机立体影像获得的采样点精度公式,并绘制了DEM的平面精度图和高程精度图;同时使用多线程技术开发了基于导航相机立体影像的地形快速重建算法,利用多线程技术完成影像的特征匹配和密集匹配,并通过分块内插生成DEM。该技术应用于嫦娥三号任务中,有力地支持了嫦娥三号遥操作路径规划相关任务。     

几何失真对SAR图像匹配的影响及校正方法分析

合成孔径雷达SAR用于图像匹配导航系统,可大大提高导航精度。然而地形起伏和大气干扰等因素使得SAR实时图存在几何失真,降低了匹配性能。通过对SAR实时图几何失真成因分析,提出了一种二维可分离的几何校正方法,并得出方位向几何失真可跟随成像处理预先校正,图像后处理只需校正距离向。利用数字高程模型DEM和正射图模拟得到了3幅具有不同地形特征的SAR实时图,并分别利用3种几何校正方法对其进行统计实验,得到了不同地形SAR实时图几何校正方法选取的准则。     

数字地图在车辆导航应用中的探讨

分析了各种车辆导航系统对数字地图的使用需求,提出了车辆导航专用数字地图的特点,并对数字地图在车辆导航中的若干技术问题作了一些探讨.     

Carrier phase multipath error characterization and reduction in single aircraft relative positioning

This paper describes GPS carrier phase (CP) multipath characterization and error reduction techniques and their application in single aircraft relative positioning. In particular, the single aircraft relative positioning scenario has applications for high-accuracy multi-sensor stabilization where CP multipath is a major error source that limits system performance. We will briefly review the requisite multipath theory and discuss models for quantifying the error characteristics. Field-test data will be used to validate the multipath models considering the underlying assumptions. A basic geometric reflection point theory will be presented to demonstrate the physical environmental sensitivity of CP multipath to parameters such as surface flatness and antenna height. Several different quantities will be described as multipath indicators for time-domain detection and will be compared with a frequency-domain technique. A new multipath detection approach will be introduced that is suitable to track multipath from time-varying reflection/diffraction points. Finally, the narrow-lane antenna baseline processing technique will be presented as a real-time approach to mitigate CP noise and multipath errors that is well suited for a very short baseline single aircraft high accuracy relative positioning system. Field-test results and analysis will be used to illustrate the key concepts in this paper and to help characterize the total navigation system performance.