基于GPS的飞机姿态实时测量实现及误差分析

本文阐述了用GPS接收机实时测量飞机姿态的基本思想,建立了数学模型并推导了相关的公式,并构建了基于两台GPS接收机构成的姿态实时测量系统,分析了利用两台独立GPS接收机进行测姿的方法所获结果精度,实验表明该系统有效满足了工程需要,具有一定实用价值。     

基于GPS的外测设备精度鉴定测姿方法的研究与应用

全球定位系统（GPS）不仅可以提供运动目标的高精度位置、速度信息,而且应用相对定位技术,通过合理的天线布阵,可以实现运动目标高精度姿态的测量。从GPS测姿原理入手,分析了外测设备精度鉴定任务的特点及测姿要求,通过多种方法和大量数据验证了系统的可行性,并在实际任务中得到了应用。     

3Dsurs系统姿态精度分析

GPS是3Dsurs系统中关键传感器之一,用于测量车载平台的位置和姿态角。姿态角获取是3Dsurs系统关键技术之一,其精度决定系统所能达到的测量精度。本系统中使用NovAtel DL-4型双频、高精度、高采样率GPS,采用差分后处理方法,数据处理中利用三台GPS间固定位置关系进行约束平差,并采用滤波方法提高解算精度。多组实验结果表明:使用GPS测姿可获得较高精度,系统中三个姿态角的精度有差异,航向角的精度最高,横滚角和俯仰角的精度接近。     

用卫星工具软件包进行北斗单天线姿态仿真测量

从载体姿态测量的实际需要和多天线姿态测量的局限性出发,分析了单天线测姿的应用价值和基本原理,从我国的具体国情出发,提出了基于北斗系统的单天线测姿算法。利用卫星工具软件包仿真的北斗系统星座,以民航飞机为载体,基于MATLAB平台进行了仿真实验,仿真结果分析表明,基于北斗系统的单天线测姿方法在适用条件和测姿准确性等方面效果理想,在一定精度要求下满足应用需要,对建立实用可靠的单天线测姿具有积极的推动作用。     

BD2/GPS四频高精度接收机在远望号船姿测量中的应用

随着我国北斗卫星导航系统建设的逐步完善以及北斗应用的迅速推广,BD2/GPS定位终端设备已经开始广泛地应用于各个领域中.介绍了BD2/GPS双系统四频高精度接收机在远望号测量船船姿测量中的应用;并与传统的单一GPS接收机的测姿精度进行比对,分析北斗卫星导航系统在姿态测量中的作用与优势.     

GNSS载波相位多天线实时测姿系统的设计与实现

载体姿态的精确测量是航空和航天、航海的关键技术之一,在军事和民用等方面的作用日益重要。基于GNSS的姿态测量系统具有体积小、成本低以及误差不累积等诸多优点,对于轮船等大型低速度运动载体的姿态确定具有很好的应用价值。本文基于GNSS载波相位观测量,以Turbo C++为平台设计了实时测姿系统,并编写了实时测姿软件。最后将该测姿系统应用于某型测量船上,利用船上记录的原始接收机二进制记录文件,模拟实时进行处理;并与船上惯导输出值相比对验证了测姿系统的有效性及精度。针对船上多路径大的特点,给出了一些数据处理经验。试验结果表明,设计实现的GNSS测姿系统,其航向测姿精度为40″;纵摇及横摇测姿精度分别为130″和100″。     

六、P24 测量仪器

CH20082297 3Dsurs系统姿态精度分析=Attitude Preci- sion Analysis of 3Dsurs/王冬,卢秀山,刘凤英(山东科技大学地球信息科学与工程学院测绘科学与工程系)//测绘科学.-2008,33(3).-15～16 GPS是3Dsurs系统中关键传感器之一,用于测量车载平台的位置和姿态角.姿态角获取是3Dsurs系统关键技术之一,其精度决定系统所能达到的测量精度。本系统中使用NovAtel DL-4型双频、高精度、高采样率GPS,采用差分后处理方法,数据处理中利用3台GPS间固定位置关系进行约束平差,并采用滤波方法提高解算精度.多组实验结果表明;使用GPS测姿可获得较高精度,系统中3个姿态角的精度有差异,航向角的精度最高,横滚角和俯仰角的精度接近。表1参9     

GPS精度鉴定测姿系统中的闭合差检验

简要介绍了GPS精度鉴定测姿系统构造原理,针对高动态条件下GPS精度评估与检验存在检核难的问题,设计了利用三角形闭合差进行检验方法,基于Visual C++编写了精度检验软件,经数据分析得出GPS高动态下的系统误差,该方法计算简单易于操作,有效利用了测姿系统冗余信息,具有较好的实用价值。     

一种利用GPS进行动态载体姿态测量的新方法

提出一种利用GPS进行载体姿态测量的新方法。这种方法利用接收机之间的波程差并结合当地水平坐标系与载体坐标系的转换关系来进行载体姿态的解算,从而避开对整周模糊度的求解,具有较高的计算效率及稳定性。通过仿真分析,证明该算法在理论上是成立的,并且测姿精度优于0.1°。     

一种利用GPS进行船只姿态测量的新方法

提出了一种利用GPS进行船只姿态测量的新方法。该方法利用接收机之间的波程差并结合当地水平坐标系与载体坐标系的转换关系来进行载体姿态的解算,从而避开了对整周模糊度的求解,具有很高的计算效率及较好的稳定性。通过对计算结果的分析,证明了该算法的有效性,其测姿精度优于0.5°。     

基于几何约束的GPS测姿系统的原理和实验

详细描述了GPS测姿系统的原理,并给出了一种基于基线长度约束和空间几何约束的最小二乘模糊度搜索算法,并经过静态和动态车载试验证明GPS测姿系统切实可行,在基线长度为3m的条件下,航向角精度优于0.1°。     

不同观测技术的Jason-2卫星精密定轨评估

针对GPS、SLR和DORIS三种不同手段的各自定轨精度问题,本文基于不同的轨道评估方法进行了深入分析。以JASON-2卫星为例,分析了姿态模型误差及其对定轨精度的影响,分别讨论了GPS、SLR和DORIS的定轨策略和定轨精度,并基于轨道评估结果进行了轨道叠加。基于实测数据进行了试验,试验结果表明,JASON-2卫星姿态模型误差对DORIS、GPS和SLR轨道影响分别为0.040、0.036和0.033m;DORIS定轨结果优于GPS和SLR,SLR定轨精度最差;基于SLR验证和轨道重叠结果加权,对GPS、SLR和DORIS轨道进行轨道叠加,其精度一致,通过与JPL轨道比较,其径向精度为2cm。     

BDS/GPS/GLONASS组合单历元姿态测量性能对比分析

相比于单一卫星导航系统,多卫星导航系统组合具有显著增加可用卫星数目、改善卫星空间几何结构等优点,因而多卫星导航系统组合应用成为近年来关注的热点。在复杂观测条件下,利用BDS/GPS/GLONASS组合进行载体姿态测量具有单系统无法比拟的优势。首先阐述了BDS/GPS/GLONASS组合超短基线解算的双差模型以及姿态测量基本原理;然后分析了BDS/GPS/GLONASS组合多频单历元姿态测量性能。通过实测静态数据设置不同高度截止角进行分析表明:相比于单系统及双系统组合的姿态测量,BDS/GPS/GLONASS组合能够有效地提高姿态测量的精度、稳定性和可用性。当运动载体处于高楼、峡谷等受遮挡严重的复杂环境时,BDS/GPS/GLONASS组合单历元姿态测量更具有应用价值。     

Grafmov7．6软件在GPS测姿使用中的问题及解决方法

介绍了Grafmov7．6双动态定位处理软件在GPS测姿应用中存在的问题,分析了出现问题的原因和对数据精度的影响,通过软件升级补丁、设置命令,有效地解决了Grafmov7．6软件在事后数据处理中出现的漂移现象,从而保证了GPS测姿系统的精度。     

GPS船体姿态测量技术研究

论述了应用GPS技术进行船体姿态解算的原理 ,介绍了基于当前技术的可行测量方法 ,对影响测量精度的几种误差源进行分析 ,并提出了系统软件设计的方案及系统设计时应注意的问题。     

一种GPS测定姿态的新方法——具有坐标函数约束的单历元阻尼LAMBDA算法

在作者提出的GPS单历元阻尼LAMBDA算法的基础上,结合固定边长条件,给出了一种GPS姿态定位的新方法。该方法的特点在于:(1)仅利用当前一个历元的GPS观测数据;(2)在单历元法方程中添加阻尼矩阵,克服了LAMBDA方法的局限性,提高了模糊度搜索速度;(3)利用三台接收机的固定边长条件直接平差,可以提高模糊度解算的可靠性和定位精度。     

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。