最小GDOP组合Walker星座构型

几何精度衰减因子(GDOP)是衡量定位构型优劣的重要指标,探讨最小GDOP定位构型的几何结构在单GNSS星座设计和多系统组合优化方面具有现实意义。在GNSS普遍采用的Walker构型的基础上,导出了最小GDOP组合Walker构型所应满足的条件方程。讨论了单一和组合Walker构型的GDOP地表覆盖性质。最后,通过仿真分析验证了主要结论。     

水下定位浮标阵列最小GDOP构型研究

在水下定位过程中,对于任意给定的浮标数目n(n≥4),嵌套圆锥构型可给出一类最小GDOP定位图形。但由于定位浮标均需布设于同一水平面而导致共面约束,在由定位浮标和水下目标点构成的定位图形中,其GDOP达不到理论最小值, 在该约束条件下水下定位浮标阵列GDOP最小化问题有待研究。本文通过介绍GDOP密度来衡量浮标阵列的定位能力。为降低嵌套圆锥构型GDOP最优问题的可行域,把定位浮标数n整数分解,基于最小PDOP定位图形的极值条件,寻找每组浮标组合圆锥构型GDOP密度的局域最优解,然后从候选的所有浮标组合构型中寻找GDOP密度最小的全局最优解。最后分别以6~8枚浮标为例,给出了它们水下定位浮标阵列的最佳嵌套圆锥构型。     

正交三角函数导出的最小gdop定位构型解集

由正交三角函数导出了一类最小gdop测距单点定位构型集 导出了测距单点定位构型的gdop极小值条件并由此引入了最小gdop测距单点定位构型解集的概念揭示了最小gdop测距单点定位构型的性质 旋转不变性和叠加不变性 对于任意给定的控制点数目n由正交三角函数导出了最小gdop构型的正多边形解 最后在最小gdop二维测距单点定位构型的基础上导出了三种三维最小gdop测距单点定位构型圆锥构型锥角108．48° 笛卡尔构型walker构型轨道倾角54．74° 这些构型的几何条件为讨论gnss星座设计提供了参考     

最小几何精度衰减因子定位图形研究进展

几何精度衰减因子是衡量定位构型优劣的重要指标,因此研究最小几何精度衰减因子定位图形对提高导航定位精度具有重要作用。针对这一问题,该文主要介绍目前最小几何精度衰减因子定位图形的研究进展。首先由单点定位测距观测方程引入两类几何精度衰减因子的定义,并由此引出一类最小几何精度衰减因子的二维定位图形解;在最小几何精度衰减因子二维定位图形的基础上,分别介绍3种无约束条件下的三维最小几何精度衰减因子测距单点定位构型:圆锥构型、笛卡尔构型、Walker构型;在圆锥构型的基础上扩展一类嵌套圆锥构型,可解决约束条件下的最小几何精度衰减因子定位构型问题。研究表明,最小几何精度衰减因子定位图形解的几何结构异常丰富。     

一种机载GNSS高精度定位算法

提出部分模糊度固定的加权电离层模型提高大范围全球卫星导航系统(GNSS)航空定位的精度、可靠性及连续性.该方法的主要思路包括:自适应调整大气扰动等误差影响以实现短基线与长基线两类解算模式之间的灵活切换;施加虚拟电离层观测约束信息,提高基线动态定位的浮点解精度;采用部分模糊度固定方法有效挖掘若干模糊度参数的整周约束.试验表明,提出的方法可提高模糊固定效率与定位精度,克服传统方法有效观测信息利用率不足、定位精度较差、可靠性不高以及连续性较差的问题.实验结果表明,部分模糊度固定算法可在2 min内固定95%以上宽巷模糊度解算与80%以上窄巷模糊度,约20 min后可固定所有模糊度.     

一种基于Wi-Fi FTM指纹与测距的动态加权混合定位

针对传统的指纹定位与测距定位混合需要提前确定两者权重的问题,该文提出了一种新的动态加权混合定位方法。该方法利用Wi-Fi精细时间测量(FTM)协议同时返回接收信号强度(RSS)与测距数据的条件,在分析指纹定位与测距定位原理的基础上,分别对两种定位方法生成的定位结果动态确定权值,最后根据间接平差原理对两种定位结果进行融合,得到最终定位结果。在相同的实验条件下,该文所提的动态加权混合定位方法的平均定位误差(ME)为1.42 m,均方根误差(RMSE)为1.85 m,与指纹定位、测距定位和确定性加权混合定位方法相比,ME分别减小了27.6%、18.4%和21.9%,RMSE分别减小了37.3%、15.5%和15.5%。实验结果表明：与指纹定位、测距定位单种定位方法和确定性加权混合定位方法相比,该文提出的动态加权混合定位方法可以提高定位结果的精度和稳定性。     

测距定位方程的多解性及其非线性最小二乘迭代算法

距离观测在测量中具有重要的地位,其观测方程为非线性函数模型。由于非线性问题的复杂性,测距方程的解可能不是唯一的,尤其当方程呈现病态性时,方程的解将会变得更加复杂,同时短距离测距方程的非线性强度相对较大,会对迭代算法产生影响。本文针对这一问题,利用直接解法、高斯-牛顿法和封闭牛顿法对病态的测距方程进行求解,试验验证了解析法、高斯-牛顿法与封闭牛顿迭代法的局部收敛性质。结果表明封闭牛顿法的局部收敛性最好。探讨了非线性定位问题中的病态多解问题,解析法和高斯-牛顿法会得到两个解,封闭牛顿法会得到3个解,并且其中两个解与前两种算法相同,而且这些解均为局部最优解。     

超定测距定位方程参数估计的松弛重心迭代法

针对重心迭代法收敛速度缓慢的不足,基于残差最小步长准则,提出了一种松弛重心迭代法.该方法依据残差最小性质,导出了松弛因子的确定公式,从而自适应调整迭代步长来提高重心迭代法的收敛效率.松弛重心迭代法实质为最速下降法,具有迭代格式简单、无需矩阵求逆和计算海森矩阵的优点.最后采用全球卫星导航系统(GNSS)定位数据和水下定位...     

一种利用动态参考网实现单频接收机精密单点定位的新方法

对历元差分电离层模型（SEID）进行了改进,给出了在地面处建模与在所假定电离层薄层处建模差异量的精确计算公式,发现了可利用多个双频动态参考站（动态参考网）进行建模这一实用特性,并以此提出了一套基于动态参考网的单频接收机精密单点定位数据处理方法。实验结果表明,即使对于电离层活跃性较强且范围为100 km×100 km的测区,利用3个以上双频动态参考站的观测数据,便能为测区内单频接收机用户提供平面方向精度优于5 cm的动态精密单点定位服务。     

一种城市环境下GNSS/MEMS IMU车载实时精密定位方法

针对城市环境下全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)信号严重遮挡和微机械惯性测量单元(micro-electro-mechanical system inertial measurement unit,MEMS IMU)误差快速累积导致GNSS/惯性导航系统(inertial navigation system,INS)组合定位精度下降的问题,提出了一种GNSS载波相位实时动态差分(real time kinematic,RTK)+载波相位时间差分(time-differenced carrier phase,TDCP)/INS实时精密定位方法。在观测条件良好时,采用固定模糊度的RTK与INS紧组合;当信号严重遮挡RTK解算失败但TDCP解算成功时,使用TDCP观测值与INS紧组合;若TDCP解算失败,采用INS推算导航。在武汉大学校园及周边开展车载实验,结果表明,在除了隧道等密闭环境以外的城市道路上,多系统GNSS的TDCP解算成功率接近90%。在RTK解算失败的连续时间小于45 s的复杂环境下,TDCP/INS组合定位的平...     

一种双星定位系统的定位解算方法

引入相似椭球的概念,结果推导了双星导航定位系统中与用户高程有关的第三个观测量的精确模型,进而建立了用户的定位算法。仿真结果证明,该算法具有收敛速度快、定位准确的特点。     

WiFi指纹定位的一种新组合算法

探讨AP选取策略和贝叶斯位置估计算法对基于RSS的WiFi室内定位技术位置估计精度的影响。国内外学者分别对AP选取算法和贝叶斯位置估计算法进行了大量的研究。为了进一步深入研究不同算法的优劣性,利用组合优化的思想对不同算法进行组合,通过找出最优算法组合从而提升WiFi室内定位系统的性能。基于互信息最小化的AP选取策略和考虑AP相关性的贝叶斯位置估计算法,提出一种新的WiFi指纹定位组合算法。实验分析表明:新算法具有良好的实用性和定位性能。     

一种GPS快速精密定位的方法

本文提出一种适用于变形观测的GPS精密快速定位方法。该法的核心是利用变形观测中点位变化不大的特点,把第一期监测点的精密位置信息用到以后各期的GPS观测数据处理中,从而大大缩短GPS观测时间,提高劳动生产率。本文在讨论方法的原理后,简要地介绍所研制的软件,并通过一个实例来验证方法的有效性。     

一种利用非差单点定位的卫星定位基线解算新方法

在测站较多的卫星定位大网解算时,一般采用非差单点定位的数据处理模式,利用测站单点定位结果得到基线,其网解的精度取决于单点定位的精度。为了快速、准确地得到高精度的网解定位结果,提出了一种卫星定位单点定位数据处理中测站间基线的解算方法。首先,形成测站非差定位的法方程,对选定基线的各非差法方程进行变换。然后,再将各基线对应测站的法方程进行组合,得到站间坐标差和模糊度的法方程。利用分步搜索的最小二乘降相关分解法进行整周模糊度固定,进而解算测站间的基线。通过实验数据验证,该方法可在非差单点定位数据处理中进行测站间基线的快速准确解算。     

一种虚拟空间划分的室内指纹库定位方法

RSSI测量距离技术被广泛应用于距离定位的领域。针对传统的Zigbee指纹定位算法和复杂环境,文章提出了一种虚拟空间划分的Zigbee指纹库定位算法,其中包括虚拟空间划分最邻近定位算法、虚拟空间划分加权最邻近定位算法和虚拟空间划分贝叶斯定位算法。实验结果表明,在最优情况下,此方法能将定位误差抑制在1.50m。     

一种改进的RSSI室内加权质心定位算法

针对现有基于信号强度的质心算法定位精度不能满足特定场景下对高精度室内定位需求的问题,该文提出了一种改进的接收信号强度(RSSI)室内加权质心定位算法。该算法通过RSSI测距得出4个已知锚节点到待测点的距离,以相应的锚节点为圆心画圆弧,得到由4段圆弧相交的四边形,其任取3个顶点可以组成一个三角形,然后以距离平方倒数之和作为权值计算4个三角形质心坐标,再以4个三角形质心坐标作为初始值以信号强度之和作为权值求解待测点坐标。实验结果表明:该算法最大误差值为1.02m,最小误差值为0.21m,平均误差值为0.68m;该算法室内定位精度比基于RSSI的质心算法最大提高24cm,最小提高12cm,平均提高了18cm;比加权质心算法最大提高10cm,最小提高3cm,平均提高了8cm。     

一种改进的RSSI加权质心定位算法

针对现有加权质心定位算法易受环境因素影响、权重确定不合理导致的室内定位精度低的问题,该文提出了一种基于RSSI的改进加权质心定位算法,该方法在原算法基础上对权重的确定进行了改进,以RSSI值解算的距离值的倒数和作为权重,有效降低了较远距离在权值中所占的比重,提高了室内定位精度;针对权值修正系数n的取值对定位精度的影响,通过实例得出n=6时定位精度最高的结论,同时证明了本文算法优于现有的质心定位算法及加权质心定位算法。本文算法降低了室内复杂环境因素的影响,提高了利用无线传感网络的定位精度,可为智慧城市、智能交通、矿井及灾害救援等领域精确的位置估计提供帮助。     

一种基于到达时间差的卡尔曼滤波定位算法

针对超宽带室内定位技术在复杂室内环境下易受到非视距误差影响造成定位精度下降的问题,基于到达时间差（TDOA）定位模型,对Chan算法和泰勒（Taylor）算法进行联合,并引入了无迹卡尔曼（UKF）滤波算法来进一步提高标签的定位精度,建立了改进的Chan-Taylor-SVDUKF联合定位算法。主要体现在：(1)采用双边双向测距（DSTWR）的方法来获取TDOA值;(2)采用改进的Chan-Taylor联合算法对受到非视距（NLOS）影响的观测值进行筛除;(3)针对TDOA模型中状态方程为线性的情况,用一步预测和一步预测协方差代替UKF中对状态方程进行的无迹（UT）变换;(4)针对UT变换中采用平方根法（Cholesky）分解易分解失败,采用奇异值分解代替Cholesky分解。实验结果证明,Chan-Taylor-SVDUKF算法提高了定位精度和稳定性。     

一种基于TD-SCDMA系统的定位算法研究

对第三代移动通信TD-SCDMA系统设备定位技术的应用进行深入研究。在原有小区定位的基础上,提出一种新型的适用于TD-SCDMA系统的增强型定位算法,将可观察的到达时间差（OTDOA）与单基站智能天线定位技术相结合,通过减少测量的误差值来提高定位精度。主要阐述增强型算法的可行性,同时推导出OTDOA增强型算法的计算公式...     

一种整数相位钟法精密单点定位模糊度固定模型

星间单差法是常用的精密单点定位PPP模糊度固定方法,但是要面临基准星转换的问题。为此,提出了一种逐级模糊度固定模型,采用法国CNES发布的整数相位钟差产品,在PPP非差观测模型基础上逐一选取两颗卫星进行模糊度固定;得到多组单差模糊度固定解后,再以此构成约束条件进行滤波得到其他参数。实验选取了8个IGS站共48个观测时段进行模糊度固定实验。结果表明,模糊度成功固定后,位置三维误差平均值由5.60 cm减小到2.72 cm;位置误差标准差由3.64 cm减小到1.50 cm。仿动态条件下,模糊度固定后位置误差由6.02 cm降至4.75 cm。