基于GPS矢量观测信息的姿态确定算法

用于GPS姿态确定的矢量化算法可等价于两级最优问题。第一级把GPS载波相位观测量转换为矢量观测量。第二级是Wahba问题,即从矢量观测量获得最佳姿态解。Wahba问题可用四元数法求解,如QUEST方法。本文采用基于小角度的迭代法求解Wahba问题。在均衡星座或均衡基线务件下,两级最优解亦是全局最优解。实验结果表明迭代解的精度与QUEST解相同。实验中也应用了改进的TRIAD算法以比较两级最优解。     

GPS/BDS组合姿态测量及精度分析

给出了GPS/BDS组合双差观测模型和姿态测量解算算法,采用Kalman滤波进行动态基线解算的参数估计,利用LAMBDA方法固定双系统模糊度,获得动态基线固定解,最后通过基线的坐标系转换获得姿态角。比较了单系统和GPS/BDS双系统静态姿态角与动态短基线解算结果。试验结果表明,GPS/BDS组合姿态测量的精度和可靠性较GPS单系统都有显著提高。     

北斗与GPS双系统测姿研究

在研究既有算法的基础上,编程实现使用北斗数据求解载体的三姿态角,并通过与同源GPS数据解算结果对比分析,利用统计方法得到北斗数据解算结果的精度、稳定性和控制粗差能力等信息。为了验证试验结果,选择不同时段、不同地点进行了3次重复试验,结果表明,北斗系统在载体姿态应用中具有较高的精度和稳定度,在一些情况下甚至优于GPS系统。算法上,本文采用卡尔曼滤波进行基线解算,LAMBDA算法求解整周模糊度,能够达到高精度的在航解算能力。     

GPS航姿测量中最优姿态矩阵的一种快速算法

本文给出了一种基于GPS的基线观测向量的快速最优姿态矩阵快速算法。它以求解Wahha的性能指标方程为基础,并结合了奇异值分解和牛顿迭代法,对三个观测向量的情况进行了仿真研究,与基本航姿解算方法的结果进行了对比。结果表明,该方法可以快速求出最优的姿态矩阵以及协方差矩阵。     

改进的遗传算法在GPS基线解算上的研究

遗传算法(GA)处理数值优化计算问题具有的简单通用、并行、稳健等特点,因此应用于高精度GPS定位的基线解算过程。针对双差模糊度的整数域和基线向量的实数域解的特性,进行了GA算法改进,包括实数编码的改进、遗传算子及其控制参数等算法设计,提出了基于非线性最小二乘准则的GPS相对定位同步解算基线向量和双差模糊度的优化搜索新方法,避免了分步解算模糊度中对浮点解的依赖性,首次实现了大范围、高精度、整数实数不同域上的同步求解,提高了GPS相对定位的稳定性,也体现了遗传算法的优越性。算例表明改进的实数编码遗传算法对同步解算GPS相对定位是可行有效的。     

GPS航姿测量中量优姿态矩阵的一种快速算法

本文给出了一种基于GPS的基线观测向量的快速最优姿态矩阵快速算法。它以求解Wahha的性能指标方程为基础,并结合了奇异值分解和牛顿迭代法,对三个观测向量的情况进行了仿真研究,与基本航姿解算方法的结果进行了对比。结果表明,该方法可以快速求出最优的姿态矩阵以及协方差矩阵。     

针对北斗系统的降维快速高精度定向算法

通过分析北斗系统的星座特点及GEO卫星特征,提出了一种针对北斗系统的快速高精度定向方法。该方法利用北斗GEO卫星东西向几何构型好的优势,首先由GEO卫星的观测值结合降维解算理论解算基线向量候选值;然后通过模糊度函数法对候选值进行判决,得到最优基线向量,解出宽巷模糊度;最后在此基础上解算B1模糊度,进行高精度定向。该方法不但可以改善利用北斗定向解算所产生的病态性,而且可以减小模糊度搜索范围,实现单历元整周模糊度快速解算。利用实测北斗星历对算法进行了仿真验证,结果表明在实时动态条件下,该方法解算B1的整周模糊度成功率为99.31%,确定的俯仰角标准差为0.07°,航向角标准差为0.13°,是一种高效快速的定向算法。     

GPS基线向量解算相关性研究

通过GPS载波相位测量中i个测站同步观测s颗卫星m个观测历元所在弧段内双差观测值来进行基线向量解算,分别按单基线向量解算和多基线向量解算求得协方差矩阵,并比较两种方案的优缺点。     

GPS基线解算方案的选择

针对基线解算质量的提高,除了在野外观测时必须按要求采取相应措施减少各种不利因素的影响外,还需要在必要时通过一定的手段来改进基线向量成果,提高网平差精度。通过南方测绘GNSS数据处理软件对不同卫星高度截止角、历元间隔、参考卫星的选择进行了研究,重点对比分析了各种基线解算方案对基线解算结果的影响,为使用者进行GPS基线解算提供有益的参考。通过实验数据的对比分析可知:在用软件进行基线解算时,需要综合考虑卫星数目的多少、同步观测时间,以及卫星的追踪总结图等。     

GPS/INS紧组合导航姿态计算方法选取分析

基于GPS/INS紧组合模式, 研究了方向余弦算法和四元数算法的解算过程, 并通过模拟数据试验, 分析了它们在姿态解算过程中对姿态漂移误差的影响。通过对比可以得出, 四元数法在相同模拟环境和相同解算阶数下, 其姿态解算精度要优于方向余弦算法, 且所用参数和约束方程均少于方向余弦算法。