卫星导航系统导航电文设计

导航电文是卫星导航系统卫星与用户之间接口规定文件（或接口控制文件）必要的组成部分,对卫星导航系统导航定位功能的实现起着非常重要的作用,影响到卫星导航系统的工作体制和系统服务性能等多个方面。导航电文的设计是接口规定文件设计的必要环节,也是卫星导航系统设计中非常重要的一个环节。在深入分析卫星导航系统对导航电文的需求以及对国外卫星导航系统导航电文内容、数据表示模型、用户算法、电文结构和性能等进行详细剖析的基础上,本文对涉及导航电文设计的理论、     

Galileo系统导航电文介绍

对Galileo卫星导航系统所要使用的导航电文进行介绍，详细介绍其导航电文的结构、内容、参数与相关定义，并对GPS和Galileo两种卫星导航系统所使用的导航电文的并同进行了比较。     

GLONASS卫星导航系统的导航电文

介绍了GLONASS卫星导航系统的导航电文的用途、结构、内容、各参数的定义及意义 ,GLONASS导航电文与GPS导航电文的异同     

GLONASS卫星导航系统的导航电文

介绍了GLONASS卫星导航系统的导航电文的用途、结构、内容、各参数的定义及意义,GLONASS导航电文与GPS导航电文的异同.     

GPS导航电文中星历参数量化对接收机性能的影响分析

导航电文包含卫星导航系统中定位解算的基础数据,卫星轨道的计算精度与导航电文中广播星历参数的精度密切相关。电文帧结构中排布的各星历参数量化位数受限于电文传输的信息速率,需要进行详细的设计论证。本文首次专门分析和大量仿真了GPS导航电文中由星历参数的有限量化字长引入的误差对卫星位置计算精度的影响,并通过GPSL1C/A数字中频信号模拟器和软件接收机进行了闭环测试,结果表明NAV格式星历参数量化前后卫星位置的计算偏差在2h的星历有效时间内不超过0.2m;进一步的仿真分析表明其所引入的UERE(用户等效距离误差)偏差不超过0.06m,而对用户定位结果的影响在厘米量级。     

卫星导航系统导航电文结构的性能评估

介绍了卫星导航系统导航电文的内容组成与结构特点,在考虑导航电文结构设计中影响导航电文性能的各种因素的基础上,提出了导航电文结构性能评估的一般准则与方法.作为应用实例,对GPS和GLONASS导航电文结构的性能作了初步分析和评估.     

GNSS接收机自主完好性监测算法研究

随着GPS等卫星导航系统的广泛应用,实际导航中对接收机的导航定位精度也提出了越来越高的要求。目前对此较为有效的方法就是利用接收机自主完好性监测来保证,该方法日益受到重视。常用的自主完好性监测方法有伪距比较法、最小二乘残差法和Parity方法,针对利用最小二乘残差法实现的GNSS接收机自主完好性监测算法进行研究。     

GNSS时差及其在多系统组合定位中的应用

随着卫星导航系统的发展及不断升级,越来越多的GNSS测站开始配备多模GNSS接收机。一方面,多模接收机的应用能够跟踪更多的GNSS卫星,从而改善观测几何条件,提高定位精度和可靠性;另一方面,不同GNSS导航系统采用不同的系统时间定义,存在着系统时差,从而多模GNSS接收机对于不同导航系统卫星的观测值存在着相应的偏差。为实现GNSS系统的兼容与互操作,各个GNSS导航系统目前都提出了系统时差监测的要求。基于此,研究GNSS系统时差的监测及其在多模定位中的应用。首先介绍目前导航系统时差监测的几种方法;然后分析GPS/GLONASS系统时差以及相对硬件延迟的特性;最后将GPS/GLONASS系统时差应用到多模用户导航定位,并详细讨论GPS/GLONASS时差及测站硬件延迟对导航定位的影响。     

卫星导航系统导航信号与导航电文设计中的时间要素

从时间要素考虑，卫星导航系统如何支持用户对卫星钟误差的改正，如何支持用户进行实时、无整周模糊地伪距测量以及如何支持多系统兼容定位等，是导航信号与导航电文设计中必须解决的问题。本文在对国外卫星导航系统导航信号与电文设计进行分析研究的基础上，对这些问题进行了一些探讨。     

国产北斗接收机质量分析与发展现状

北斗卫星导航系统的建成和完善加速了国产多模多频接收机的研制,促进了卫星导航产业链的升级,创造出巨大的商业机遇。介绍了美国全球卫星定位系统及我国北斗卫星导航系统的数据质量分析指标及计算方法,利用自主研发的分析软件对比了国产和进口北斗接收机的数据质量,总结了国产接收机的制造水平和技术难点。     

Anubis的GNSS数据质量检核可视化表达与分析

针对目前TEQC数据质量检核软件尚不支持同时检核GPS/BDS/GLONASS/Galileo四系统观测数据质量的现状,该文基于开源代码的Anubis命令式窗口软件,重新编译Anubis软件代码,以扩展北斗导航系统新频点新信号数据的处理功能;依托Python平台实现Anubis软件的可视化界面封装以及质量检核结果的可视化输出,并对其软件功能和检核结果有效性进行验证。实验结果表明,改进后的Anubis软件能够以多种质量指标有效检核GNSS数据,满足检核新一代iGMAS接收机数据质量的需求。     

全球导航卫星信号体制知识产权分析

对全球导航卫星的信号体制进行了专利检索分析,综合考虑信号调制、多路复用等技术,分别以导航卫星的信号调制方式、信号生成方式、信号编码方式为检索领域,对全球导航卫星系统申请专利进行全面而系统的检索。在初检基础上,以空间段、星上技术为依据进行复检并深入分析,指出该领域未来发展方向。为我国未来全球导航卫星系统信号体制的设计提出知识产权规避措施和发展建议。     

Identification of GPS positioning solutions deteriorated by signal degradations using a fuzzy inference system

The accuracy of GPS positioning based on pseudorange measurements under signal degradation environments is limited by poor satellite geometry and signal distortions due to diffraction and multipath. As a result, the GPS position solutions could become unreliable. Those deteriorated solutions should be identified and not used for navigation. For that purpose, methods for reliable identification of deteriorated GPS positioning solutions from a navigation receiver should be developed. In this paper, a fuzzy inference system is proposed to classify the quality of GPS positioning solutions. The input for the system includes the signal quality evaluated by the difference between the measured and expected carrier-to-noise density ratio (C/N0) and the satellites geometry strength evaluated by the dilution of precision (DOP) number. The proposed fuzzy inference system is developed based on the human knowledge and understanding of the problem under consideration and is further optimized using data acquired from the field. The test results indicate that the proposed method can be used for reliable identification of deteriorated GPS position solutions affected by signal degradations.     

一种解码接收机原始二进制数据的方法

本文对华迅G PS/BD双模接收机输出的原始二进制数据的格式进行了深入讨论,利用M atlab对其输出的二进制数据的解码并提取出观测值、星历等,该方法可以简捷快速的解码出所需要的观测信息。     

一种基于导航接收机的 ADC动态有效位测量方法

模数转换器（ADC ）是连接模拟电路与数字电路的纽带,其动态有效位直接影响导航接收机的性能。目前常用的 ADC动态有效位测量方法基于单频信号,其测量准确性依赖于信号源的载噪比,对于处理扩频信号的导航接收机来说,其测量结果并不一定能真实反映接收机的实际情况。本文基于导航接收机解扩端载噪比,提出了一种可以直接测量导航接收机ADC动态有效位的方法,并通过实验对测量结果进行了验证。     

Design of a low-cost attitude determination GPS/INS integrated navigation system

Due to their complementary features of GPS and INS, the GPS/INS integrated navigation system is increasingly being used for a variety of commercial and military applications. An attitude determination GPS (ADGPS) receiver, with multiple antennas, can be more effectively integrated with a low-cost IMU since the receiver gives not only position and velocity data but also attitude data. This paper proposes a low-cost attitude determination GPS/INS integrated navigation system. The proposed navigation system comprises an ADGPS receiver, a navigation computer unit (NCU), and a low-cost commercial MEMS IMU. The navigation software includes a fault detection and isolation (FDI) algorithm for integrity. In order to evaluate the performance of the proposed navigation system, two flight tests have been performed using a small aircraft. The first flight test confirmed the fundamental operation of the proposed navigation system and the effectiveness of the FDI algorithm. The second flight test evaluated the performance of the proposed navigation system and demonstrated the benefit of GPS attitude information in a high dynamic environment. The flight test results show that the proposed ADGPS/INS integrated navigation unit gives reliable navigation performance even when anomalous GPS data is provided and gives better navigation performance than a conventional GPS/INS unit.     

GNSS接收机观测数据多径效应分析方法研究

多径效应是影响GNSS接收机观测数据质量的主要误差因素之一。首先,介绍了多径效应及其信号特性,分析了多径效应对GNSS接收机伪距测量和载波相位测量的影响,阐述了三种GNSS接收机观测数据多径效应分析方法,并结合实际观测数据给出了多径效应分析结果,最后介绍了几种常用的多径效应抑制方法。     

地球重力场、重力、重力梯度在三维直角坐标系中的表达式

现代卫星重力测量主要利用星载GPS接收机、加速度计、星载测距仪等来确定重力卫星的轨道 ,削弱非保守力的干扰 ,由此根据卫星的位置、速度及其变率来确定地球重力场。而上述GPS等星载仪器所提供的数据 ,包括卫星轨道坐标及其速率、扰动加速度、星间距离及其变率 ,都是以三维直角坐标 (x ,y ,z)的形式表示的 ,因此 ,地球重力场、重力和重力梯度在三维直角坐标系中的表达式在卫星重力解算中具有实际意义     

卫星信号发射时刻的无偏恢复

卫星信号发射时刻在导航定位中是一个重要的参数,但是在城市峡谷等弱信号条件下,接收机可能完成不了所有卫星信号发射时刻的组装。在伪距定位中卫星信号发射时刻的组装和粗时段导航中卫星信号发射时刻的恢复(有偏)技术基础上,提出一种无偏的卫星信号发射时刻恢复方法,前提是卫星至少能完成一颗星的伪距测量,并且具有150km误差范围内的先验位置和辅助星历。利用BDS B1和GPS L1中频数据在软件接收机平台进行了BDS,GPS信号发射时刻无偏恢复验证实验证明了方法的有效性。     

一种SINS/GPS深组合导航系统技术问题分析

为了满足高动态用户及强干扰条件下的应用需求,提出了一种基于卫星信号矢量跟踪的SINS/GPS深组合导航方法,设计了基于FPGA硬件平台的实施方案。利用组合卡尔曼滤波器反馈回路取代了传统接收机中独立、并行的跟踪环路,能够同时完成所有可视卫星信号的跟踪和导航信息处理;通过矢量跟踪算法对所有可视卫星信号进行集中处理,能够增强跟踪通道对信号载噪比变化的适应能力,从而提高接收机在强干扰或信号中断条件下的跟踪性能;根据SINS导航参数和星历信息推测GPS伪码相位和多普勒频移等参数,用以辅助卫星信号的捕获和跟踪,能够大大缩短接收机的搜索捕获时间,并增强接收机在高动态条件下的跟踪性能。基于矢量跟踪的深组合方法不仅在GPS信号短暂中断期间,能够保证系统的导航精度和可靠性,而且在强干扰环境中能够维持较好的伪码相位和载波频率跟踪性能。