GNSS/INS紧组合中的周跳探测方法

讨论了GNSS/INS紧组合算法;依据卡尔曼滤波新息检验理论研究了GNSS/INS紧组合中的周跳探测方法。通过实验论证,对比分析了GNSS/INS紧组合模式和纯GNSS模式下,动态周跳探测与处理的效果。实验结果表明:紧组合模式对周跳的发生更为敏感,可以有效地提升周跳探测的效果。     

利用GPS组合观测值探测修复周跳的方法比较

在目前常用的周跳探测与修复方法基础上,分析利用GPS组合观测值来探测修复周跳的3种方法,通过模拟的实验结果证明其有效性,比较各个方案的特性,并引入LC-PC衡量标准比较各方案探测修复周跳的能力。     

利用GPS组合观测值探测与修复周跳算法实现

本文在目前常用的周跳探测和修复方法的基础上,根据相位减伪距组合,Melbourne-Wübbena组合,电离层残差组合三种GPS组合观测值优缺点互补,将这三种组合观测值有机结合产生可靠的探测与修复周跳算法并用程序实现,通过实例分析证明此算法能够探测和修复任意大小的周跳。     

利用三频组合观测值进行GPS周跳探测与修复

本文基于多频组合观测值探测周跳的原理,利用模拟的GPS L5数据与L1、L2进行不同的线性组合,选取(0,1,-1)、(-1,8,-7)和(1,-6,5)3个波长较长、线性不相关且几何距离无关、观测噪声较小的组合,对实测数据人为加入了大小不同的周跳组合,周跳探测结果表明,三频甚至多频组合观测值能够实时探测各种情况下的周跳。     

一种INS辅助的PPP周跳探测方法

PPP/INS组合导航系统中,接收机载波相位观测值由于接收机高动态、卫星低仰角、信号被遮挡等原因,往往发生周跳。周跳不仅会影响PPP定位精度,而且可能会导致模糊度参数重新初始化以致数十分钟才能重新收敛。针对以上问题,本文提出利用惯性导航系统（INS）辅助PPP宽巷周跳探测的新策略,通过具有短时高精度的INS信息,消除宽巷组合中的站星几何位置,克服传统MW方法中码伪距噪声及多路径误差的影响。试验表明,INS辅助的宽巷周跳探测方法能够精确识别各种宽巷小周跳。将该方法与无几何距离（GF）组合方法相结合,可以实现对双频等周周跳和特殊周跳（5/4、9/7等）的探测,具有较高探测精度,并可应用于实时周跳探测。     

利用三频组合观测值的GPS周跳探测与修复

本文分析了GPS三频组合观测值在波长、电离层误差和偶然误差等方面的特性,并定义了衡量其特性的3种指标;结合传统的伪距/相位组合法,探讨了三频组合观测值探测与修复周跳的原理和方法。利用模拟的L5观测数据,进行了多种情况下周跳的探测与修复。结果表明:该方法能在单历元间准确探测出各个频率上发生的大、小不等的周跳。相对于原始观测值,长波长的三频组合观测值可以更有效地探测与修复周跳。     

对伪距/相位组合量探测与修复周跳算法的改进

经典的伪距/相位组合法探测与修复周跳时,需要使用精密P码,这限制了其应用范围.结合电离层残差组合对其进行了改进,导出修正公式,并给出可以用来探测与修复周跳的组合量的条件,并在实验中利用L1,1-1、L-3,4、L-7,9和L14,18组合量进行了探测周跳的测试.实验表明,改进的算法在静态测量数据中,当卫星截止角大于15度时,无论是利用C/A码伪距还是交叉相关P码伪距和载波相位组合,可以检测出模拟的全部周跳;在动态测量数据中,也可以检测与修复绝大部分的周跳.     

GNSS+INS组合在周跳探测中的技术研究

在一些复杂多变的环境下,单频GNSS没有办法完成较健全的实时动态周跳探测,从而使得GNSS无法保持正确的模糊度固定结果,影响定位的稳定性和准确性。为了提升GNSS+INS组合的导航定位精度,本文提出加强GNSS模糊度固定解,将双差的GNSS+INS组合单频周跳探测检测量的偏差特点作为研究重点。研究结果表明,其偏差产生的原因不仅与INS增量存在密切关系,而且还与矢量角大小相关,通过确定探测检测量的措施,减少矢量角影响,从而促进周跳探测性能提高。经过周跳探测临界值在滑动窗口估算,约束INS偏差受GNSS偏差覆盖部分的进一步放大,提升GNSS+INS组合的周跳探测精度。     

GPS三频无几何相位组合周跳探测与修复

随着GPS现代化的实施和L5频率的开设,GPS进入了三频时代。相对于双频观测数据三频观测值线性组合可以形成更多长波长、弱电离层、低噪声的组合。本文分析了GPS三频无几何相位组合的特性,利用两个GPS三频无几何相位组合和一个三频伪距载波组合组成观测矩阵探测周跳,并采用搜索方法确保周跳修复的正确。最后利用模拟的L5观测数据进行验证,结果表明该算法可以有效地探测并修复周跳。     

惯性辅助强多径环境中的北斗三频周跳探测与修复

针对北斗三频信号,引入了惯性信息辅助周跳探测与修复,建立了北斗/INS松组合模型,提高了多径误差严重影响下的BDS周跳探测成功率和修复率。在常规伪距-相位组合与几何无关组合探测三频周跳的基础上,提出了INS定位辅助的北斗三频组合法,构建了INS辅助的周跳决策量,分析了INS定位误差对周跳探测的影响。该方法克服了周跳探测受伪距观测值精度影响的不足,实现了北斗系统多径环境中的小周跳探测。试验采用船载INS/BDS三频组合系统进行数据实测分析,结果表明,在水面强多径噪声环境导致传统三频探测模型失效的情况下,该方法显著提高了探测成功率与修复率,并适用于低频北斗观测数据。     

惯性导航与卫星导航紧耦合技术发展现状

对紧耦合方案、最优估计滤波算法和硬件开发等几方面进行了总结分析。分析了传统的INS／GPS松组合系统和INS／GPS紧耦合系统的区别;给出了INS／GPS紧耦合系统国内外的发展状况;指出INS／GPS紧耦合系统所涉及的关键技术。     

GPS动态测量连续周跳检验

本文针对ＧＰＳ动态测量中经常出现的连续周跳,提出了一种新的连续周跳的检验方法。该方法在理论上是最优的,与Ｋａｌｍａｎ滤波平行操作,能够实行处理周跳引起的偏差;而且,在偏差估计的同时,兼顾后续偏差检验,因而可利用尽可能多的观测历元信息来获取精度较高的偏差估值。实例计算表明,该方法在应用中是很有效的。     

GPS周跳探测的两种方法研究

在GPS定位中,有时需要测站的高精度坐标,为此模糊度的解算和周跳的探测与修复成为关键问题,在周跳探测中,特别是小周跳的探测成为当今的热点问题。本文中利用接收机的双频观测值进行周跳的探测研究,通过实例分析,证明这两种方法可行。     

神经网络辅助的GPS/INS组合导航故障检测算法

针对GPS/INS松组合导航系统观测信息无冗余,而且观测信息可能存在故障的情形,提出一种神经网络辅助的组合导航故障检测算法。该算法克服了基于模型的故障检测算法受模型误差影响的局限性;能够自动地对观测信息进行故障的检测、定位和剔除;能够基于故障检测后可靠的观测信息进一步调整动力学模型信息对导航解的贡献;能够在GPS失锁时,较好地进行导航预报。最后利用车载实测数据进行验证,结果表明该算法能够很好地从模型误差中分离出观测信息含有的故障信息,降低了故障检测算法存在的虚警率,避免故障信息对导航解的影响;且GPS失锁时,神经网络的预报输出在一定程度上能够进一步提高导航解的精度。     

神经网络辅助的GPS/INS组合导航自适应滤波算法

首先利用预报残差构造的最优自适应因子设计GPS/INS组合导航自适应滤波器。并针对BP神经网络存在的训练速度慢、容易陷入局部极小等问题,给出网络的改进算法。利用神经网络对自适应滤波器状态方程的预报值进行在线修正,给出神经网络辅助的GPS/INS组合导航自适应滤波算法。最后,利用实测数据进行验证。结果表明,改进的神经网络算法明显提高网络收敛速度;两种自适应滤波算法相对标准组合导航算法都能够可靠地反映载体运动轨迹;神经网络辅助的GPS/INS组合导航自适应滤波算法相对GPS/INS组合导航自适应滤波算法在精度和可靠性方面又有明显提高。     

GNSS/INS紧组合导航系统自主完好性监测分析

可靠性和对故障的可区分性是评价系统完好性的两个重要因素。本文将多GNSS系统与不同精度的INS系统进行组合,由此分析不同因素对组合系统内部的可靠性和故障探测与隔离能力的影响。仿真结果表明,集成多GNSS系统可以改善卫星星座的几何分布结构,从而提高系统的内部可靠性和对故障的区分能力;当GNSS系统与INS系统相结合时,也能大幅度提高系统的可靠性和区分性;相较于低精度的INS系统,采用高精度的INS系统能够进一步的提高系统的可靠性,并增强对故障的区分能力。     

GPS/INS组合系统中姿态参数估计准确性检验方法探讨

从滤波的关键矩阵——增益阵入手进行分析,发现机动条件下经典组合模型受状态预报模型不准的影响,姿态参数滤波估值及其更新方差阵偏离准确值,指出常用的姿态参数精度衡量指标不合理。提出了利用组合系统输出的载体系中某些方向速度为0的条件对姿态参数估值的准确性进行检验的思想。新的检验方法不需要增加任何额外设备,经济、方便、简单。     

一种GPS/GLONASS/INS数据融合算法

针对卫星导航系统和惯性导航系统(INS)的不同特性,提出了一种GPS/GLONASS/INS数据融合算法。采用差分自适应检测算法、改进码平均相位算法以及位置联合解算方法实现了GPS/GLONASS数据融合,借助于改进的粒子滤波器、INS误差模型建立系统状态方程和观测方程,完成GPS/GLONASS系统速度值和INS系统速度值数据融合,提高组合导航系统精度和可靠性。使用真实数据对数据融合算法性能进行仿真分析,结果表明所设计算法是有效的,能够处理非线性非高斯条件下的滤波估计,提高滤波精度和系统可靠性。     

星载双频GPS二次周跳探测方法研究

在利用W-M宽巷组合进行周跳初步探测的基础上,加入了新方法进行二次周跳探测。该方法通过利用来自同颗GPS卫星的无电离层影响L3组合相位观测值在相邻历元间的变化量与dm级精度的先验轨道坐标,计算得出星载GPS接收机历元间的钟差变化值。对于存在周跳的载波相位观测值,其计算结果会与同历元其他无周跳观测值解算的钟差变化量存在较大差异。实验结果表明,二次探测可以发现新的周跳并对初步探测结果进行检核。