一种新型高精度地基伪卫星定位系统——Locata

Locata系统是由澳大利亚Locata公司发明的一种地基伪卫星定位系统,本文介绍了其组成,精度、可靠性、扩展性等性能,分析了其应用现状与前景。该系统具有较高精度、可提供室内定位服务等优点,可为我国地基伪卫星系统的发展提供借鉴。     

北斗二代／SINS组合导航系统研究

将伪距、伪距率组合方法应用于北斗二代卫星／SINS组合导航系统,利用卫星系统的星历数据与SINS给出的位置、速度计算出相应的伪距和伪距率,然后与接收的伪距和伪距率相比较得出误差作为量测值,通过卡尔曼滤波器估计卫星定位系统和SINS的误差量,从而实现系统的校正。建立了组合导航系统的状态模型和量测模型,仿真实验表明,该组合模式可得到很好的导航精度。     

伽利略OTE场地伪卫星布站优化设计

首先给出了基于遗传算法进行OTE场地伪卫星布站优化的设计思想和设计方案。然后在6种环境下进行了OTE伪卫星布站优化方案的仿真分析。通过对优化后6种环境下近20种方案的分析,得出几点结论:伪卫星布站优化应考虑多平面多用户的综合适应度;伪卫星的平面位置分布应尽可能布满整个服务区域;同时考虑伪卫星定位系统平面和高程定位精度时,伪卫星的空间位置应尽可能分布在多平面内。     

伽利略OTE场地伪卫星布站优化设计

首先给出了基于遗传算法进行OTE场地伪卫星布站优化的设计思想和设计方案。然后在6种环境下进行了OTE伪卫星布站优化方案的仿真分析。通过对优化后6种环境下近20种方案的分析,得出几点结论：伪卫星布站优化应考虑多平面多用户的综合适应度;伪卫星的平面位置分布应尽可能布满整个服务区域;同时考虑伪卫星定位系统平面和高程定位精度时,伪卫星的空间位置应尽可能分布在多平面内。     

改进的迭代EKF算法在伪卫星定位中的应用

首先,针对伪卫星导航系统距离用户较近的特点,对伪卫星定位系统非线性观测方程的线性化进行了误差分析,指出伪卫星数据处理顾及线性化误差影响的必要性。其次,针对迭代EKF(IEKF)算法受观测信息影响较大的问题,基于观测信息等价协方差矩阵原理给出了一种改进的IEKF算法。最后,利用仿真数据验证了改进的迭代EKF算法能够较好地抑制观测信息异常对滤波解的影响。     

北斗室内导航伪卫星信号传播效应分析

室内场所因建筑物的遮挡,卫星导航设备无法接收导航信号而失去定位能力,伪卫星可以通过发射类似导航信号的方式独立进行定位。针对伪卫星信号在室内传播面临的功率衰减、多径衰落等问题,该文在经典室内通信模型的研究基础上,分析了伪卫星信号室内传播的应用环境和约束条件,建立了伪卫星信号室内传输的信道模型,并对伪卫星信号功率以及路径损耗、多径传播模型进行了计算仿真。仿真结果表明,对数距离路径损耗模型及莱斯分布多径模型可准确描述室内伪卫星信号的传输特点。     

伪卫星定位系统中的频率与时间统一

在电磁波定位系统中,时间和频率的统一与稳定性非常重要,会直接影响系统的可用性和精度．通过对一个伪卫星定位系统中时间和频率问题的研究,设计出了一套完整的时频统一方案,并编写了程序实现。该方案可以有效提高系统初始化速度,并提高观测质量。     

基于GPS和GLONASS组合单点定位

GLONASS和GPS是独立的两大卫星定位系统,在定位方面,既有其优点也有其缺憾。本文在GLONASS伪距单点定位和GPS伪距单点定位的基础上,对GPS/GLONASS组合单点定位给定合理的观测值权比,以Helmert方差分量估计的定权方法进行研究。观测数据选取从ICG跟踪站获得,对观测数据使用三种方式进行单点定位,根据计算结果,分析得出不同权重选择对组合定位精度的影响。     

基于改进时星差分的室内伪卫星精密单点定位研究

考虑到室内伪卫星定位环境的特殊性,通过一定的硬件设计保证各路伪卫星信号的传输同步性。在此基础上,提出了一种基于改进时星差分的室内伪卫星精密单点定位模型,给出了该方法的具体计算步骤。实测数据表明,在室内环境,无周跳影响下该方法的定位精度可以达到cm级。     

基于单差搜索的格拉纳斯双差模糊度固定方法

格拉纳斯(GLONASS)系统采用频分多址技术,差分技术处理双差载波相位观测值时为保持模糊度参数的整数特性,需要加入伪距计算单差模糊度进行辅助求解。为了降低伪距观测误差对双差模糊度快速固定的影响,本文给出了一种GLONASS双差模糊度解算方法:建立检验搜索出最佳的单差模糊度,再固定双差模糊度;并利用实测数据对该方法进行验证,结果证明可以有效地减少伪距误差对双差模糊度解算的影响。     

北斗伪卫星信号的室内多径传播特性北大核心CSCD

北斗伪卫星系统因其较强的抗干扰能力和灵活机动的组网能力可以应用于室内位置服务。多径效应是影响伪卫星定位精度的主要因素,因此,掌握北斗伪卫星室内多径传播特性是抑制多径、提高定位精度的前提。本文针对北斗伪卫星特有的信号体制,利用射线追踪法,研究了室内环境下伪卫星信号路径损耗、功率角度分布等多径特性参数,通过Wireless Insile软件,构建了大型商场的三维模型,在此基础上进行了仿真试验验证。结果表明,伪卫星多径数量在非视距条件下会急剧减少,且伪卫星多径分量以相近功率值分布在特定范围的水平方向角内;同时其衰落信道模型服从小尺度衰落,符合瑞利-对数正态分布,大尺度衰落与对数距离路径损耗模型相吻合。     

北斗伪卫星信号的室内多径传播特性

北斗伪卫星系统因其较强的抗干扰能力和灵活机动的组网能力可以应用于室内位置服务。多径效应是影响伪卫星定位精度的主要因素,因此,掌握北斗伪卫星室内多径传播特性是抑制多径、提高定位精度的前提。本文针对北斗伪卫星特有的信号体制,利用射线追踪法,研究了室内环境下伪卫星信号路径损耗、功率角度分布等多径特性参数,通过Wireless Insite软件,构建了大型商场的三维模型,在此基础上进行了仿真试验验证。结果表明,伪卫星多径数量在非视距条件下会急剧减少,且伪卫星多径分量以相近功率值分布在特定范围的水平方向角内;同时其衰落信道模型服从小尺度衰落,符合瑞利-对数正态分布,大尺度衰落与对数距离路径损耗模型相吻合。     

一种基于星间单差模糊度固定的载波伪距生成方法

随着测站和卫星数量的不断增加,大规模GNSS网的数据处理面临越来越大的挑战。将载波相位观测量转化为载波伪距是提高大规模GNSS网数据处理效率的有效方法。本文提出在精密单点定位基础上进行星间单差模糊度固定生成载波伪距的方法。采用中国大陆构造环境监测网络（陆态网）观测数据进行了验证。结果表明,对于包含252个测站的观测网,采用载波伪距进行整网解的处理时间不超过20 min。剔除异常测站后,240个陆态网测站的月坐标重复精度在N、E和U方向的均值分别为0.74、0.85和2.53 mm,略优于原始数据整网解的结果。本文还探讨了采用原始数据和载波伪距进行整网解的关系,利用带约束条件的观测模型对不同方法生成的载波伪距应用于整网解的原理进行统一解释,并指出了载波伪距整网解与原始数据整网解的理论等效性。     

基于抗差LM的视觉惯性里程计与伪卫星混合高精度室内定位

视觉惯性里程计（VIO）和伪卫星已经广泛应用于室内环境定位中,但在实际应用中,二者各自都有明显的缺陷。视觉里程计依赖于实际场景,在景深变化明显和光照不均匀的环境下会产生粗差,而且误差会不可避免地随着时间累积,但是在相邻帧间能保证相对高精度的位姿测量。由于受到室内多径的影响,伪卫星室内定位的精度和可靠性很难保证。为增加室内定位的可靠性和稳定性,基于抗差LM非线性优化理论,本文主要研究利用视觉惯性里程计的相邻帧间高精度位姿测量和伪卫星融合的室内高精度定位技术。该算法不仅可以抵抗粗差,而且可以减弱不同传感器间权重设置不合理带来的影响。最后使用在室内环境下搭建的高精度动态捕捉设备对组合定位方法进行实验验证。试验结果表明,该方法不依赖回环即可消除视觉惯性里程计的累积误差,有效提高室内定位精度及可靠性。利用改进的LM算法融合后场景1和场景2,相对于VIO单独定位精度分别提高了59.0%和77.5%。     

GPS与GIS集成在工程机械系统中的应用

在讨论GPS(全球卫星定位系统)与GIS(地理信息系统)集成在工程机械系统中应用的基础上,探讨了系统中电子地图的空间数据组织,卫星定位系统的组成、原理及特点.     

一种BDS/GPS宽巷模糊度固定方法

针对目前双频伪距与相位观测值线性组合法(MW法)固定BDS/GPS宽巷模糊度所需平滑历元个数多的问题,提出一种附有北斗超宽巷约束的BDS/GPS几何相关的宽巷模糊度固定方法。利用伪距载波组合确定出北斗(0,-1,1)超宽巷模糊度并回代到观测方程,将超宽巷观测方程作为约束条件与BDS/GPS宽巷观测方程联立,以共有的位置参数将上述观测信息融合单历元固定BDS/GPS宽巷模糊度。基于实测数据结果表明,相对于常规的MW法,采用本文提出的有几何BDS/GPS宽巷模糊度固定方法,能够提高BDS/GPS宽巷模糊度的解算精度和时效性,适合中短基线且电离层不活跃情况下BDS/GPS宽巷模糊度的解算。     

纳伪概率可控的四舍五入法及其在RTK模糊度固定中的应用

RTK模糊度固定通常采用序贯四舍五入方法,该方法只固定能可靠固定的部分模糊度,因此控制四舍五入的纳伪概率是实现RTK可靠性的关键。从含多个备选假设的假设检验理论出发,研究纳伪概率可控的四舍五入方法,根据风险水平和实数解的质量自适应地确定四舍五入取整区域,从而有效地控制整数固定的纳伪概率。并结合GNSS应用中两种特殊情况,发展两种简单实用的应用策略。采用基线长94.6 km的CORS站GPS双频数据进行网络RTK模糊度固定试验,分析本文纳伪概率可控的四舍五入方法的效果。结果表明,纳伪概率可控的四舍五入方法的固定率与传统四舍五入方法的固定率相当,且较传统方法更能有效地控制纳伪概率,提高整数解的可靠性。     

Locata定位系统的时间同步机制

Locata系统是一种新型的高精度地基定位系统,它既可以与现有的全球导航卫星系统(GNSS)无缝对接,也可以在卫星信号失效时独立提供定位服务。Locata系统的定位精度可以达到厘米级,其关键技术是高精度(纳秒级)的时间同步技术。文中通过分析Locata系统的定位原理,对Locata系统独特的时间同步技术进行了研究,详细描述了其时间同步机制和技术实现方案,并给出了时间同步的具体流程和步骤。该研究可为我国研制地基伪卫星定位系统提供参考。      

基于精度因子几何结构的独立伪卫星布局研究

在室内、地下及外太空等无法接收GPS信号的区域,可组建独立的伪卫星星座来取代GPS系统,以实现区域正常的导航定位功能。但伪卫星的数量与布局将直接影响独立系统导航定位的精度、可用性及可靠性,是伪卫星应用到工程实践中需要解决的关键问题之一。本文利用几何的观点推导了精度因子的另一种表达形式,基于精度因子的几何结构特征揭示卫星分布与精度因子之间的内在联系,由此提出３种导致精度因子出现奇异值的伪卫星布局结构,并通过设计的试验加以验证,最后给出独立伪卫 星系统布局的设计原则。     

基于北斗三频的短基线单历元模糊度固定

采用三频观测值能组成更多波长更长、噪声较小的观测值;通过依次固定超宽巷、宽巷、窄巷模糊度,可以实现模糊度的快速固定。目前以TCAR、CIR为代表的方法均是基于无几何模型的方法,通过伪距直接求解相位模糊度;由于不同卫星模糊度各自单独求解,没有综合利用所有卫星的观测值信息。基于有几何模型,使用LAMBDA方法进行逐级模糊度固定,依次固定超宽巷、两个宽巷、两个无电离层组合窄巷模糊度,最后使用模糊度固定的两个无电离层组合进行最终基线解算。北斗实测数据验证表明,针对10km的短基线数据,采用本文方法可以实现100%的单历元模糊度固定的成功率。