伪卫星增强区域卫星导航系统组网仿真

卫星定位导航系统的精度等性能,很大程度上依赖于卫星数目和几何布局,而DOP值正是衡量定位卫星几何布局优劣的一个量度.从DOP值的角度研究了不同伪卫星位置布局及数目对增强区域卫星导航系统定位精度的影响,为合理布设伪卫星以进一步提高其导航性能提供了有力的参考依据.     

地基伪卫星区域导航系统快速布设算法

现有的几种地基导航伪卫星布局优化算法时间复杂度过高,无法满足应急场景下的伪卫星导航系统布设需求,为此提出了基于最大凸多面体准则的快速优化算法。该算法利用最大凸多面体准则,对所有可能布设伪卫星的位置进行评估,评估依据为能否对降低多用户几何精度因子加权均值产生较大贡献,评估结果将可布设伪卫星位置分为高贡献度顶星位置、高贡献度底星位置和低贡献度可剔除位置3类。评估后穷举高贡献度的顶星、底星组合,找到最优伪卫星布局。将该算法应用于常见不规则地形的伪卫星布设问题中,仿真结果表明,该算法能够得到全局最优解,且解算耗时较现有算法大幅减少,能够满足应急场景下伪卫星导航系统布设的实际应用需求。     

伪卫星增强下的北斗系统服务精度仿真分析

提出伪卫星增强条件下的北斗定位与授时方法,推导相应的定位及授时算法,利用仿真数据完成伪卫星增强下的北斗地面和空中用户DOP值分析,分析伪卫星布站需求,论证了地面用户和空中用户的定位和授时精度。分析结果表明,伪卫星增强是提高北斗系统服务的有效技术途径,在区域范围内布设4颗左右伪卫星可以获得优于1.32左右的PDOP值,地面用户的位置精度达到1.3 m左右,授时精度达到1.6 ns左右,空中用户的位置精度达到1.5 m左右,授时精度达到2.4 ns左右,其中高程精度和授时精度均得到大幅提升。     

区域卫星导航系统的卫星星座

讨论了区域卫星导航系统卫星星座中所用卫星轨道类型。重点讨论了卫星定轨精度、卫星利用率等问题，比较了它们在区域卫星导航系统中的适用性。     

北斗卫星导航系统伪距多径分析与仿真

卫星导航系统中伪距测量是否精确直接决定了导航接收机的定位精度.针对卫星导航系统中的伪距测量问题,介绍了伪距测量的原理,分析了伪距测量误差主要取决于钟差、电离层、对流层及多径传播效应引起的误差等,并重点针对多径效应进行分析;针对伪距测量中的多径误差,在定性给出伪距多径效应的基础上,重点对测码伪距多径误差进行了理论分析,建立了信号多径传播效应模型,通过相干超前减滞后鉴别器输出函数给出了测码伪距多径误差的表征方法;最后对测码伪距多径误差进行了仿真分析,分析了多径延时及多径幅度比对多径误差的影响,为伪距测量分析提供依据.     

伪卫星技术及其在导航定位中的应用分析

卫星导航系统可以在任何时间、任何地点为用户提供导航服务,即只要用户能够接收到良好的卫星导航信号,就能确定自身的准确位置。但是当卫星工作异常或因受到建筑物或地形遮挡而信号不佳时,用户定位将受到很大影响。作为一种新型的导航定位技术,伪卫星技术应用于现有的卫星导航系统中,可以大大提高导航系统的定位精度、完备性和有效性。在论述伪卫星技术及其应用的同时,重点对伪卫星技术在已有导航系统星座几何布局改善、差分定位解算等方面进行了分析与验证,为我国卫星导航系统的后续建设及其应用拓展提出了建设性意见。     

基于北斗卫星导航系统的伪卫星增强技术初探

介绍了伪卫星技术,在借鉴GPS伪卫星技术的基础上,提出了使用伪卫星技术来增强北斗卫星导航系统服务功能的思路和想法。初步分析了基于北斗系统的伪卫星系统建设的一些关键技术和解决方案,为北斗系统的伪卫星增强系统建设提供了参考。     

区域卫星导航系统的卫星星座

首先介绍了北斗系统的区域星座特点,然后从相对定位几何精度因子（relative dilution of precision,RDOP）和定位误差两方面进行精度分析,初步得出了北斗相对定位精度与区域星座的关系。理论分析和实验结果都表明,在我国范围内采用北斗卫星导航系统进行短基线相对定位时,其东西方向定位精度优于南北、高程方向;南北方向与高程方向的定位误差呈负相关;北斗相对定位精度随纬度增加而降低;与GPS相比,北斗相对定位在南北方向精度略差;载波相位相对定位精度受北斗区域星座的影响略大于单频伪距差分。     

北斗卫星导航系统单频伪距绝对定位精度分析

利用北斗卫星导航系统进行导航定位具有全天候、高精度、不受其他定位系统限制等优点.为验证目前系统定位精度,采用单频伪距绝对定位的方式,对系统试运行阶段和正式提供区域服务后两天的观测数据进行处理和分析.结果表明:北斗系统单频伪距绝对定位能够达到米级精度,可以满足基础测绘和日常生产的需要.     

伪卫星改善DOP值的数学分析

在卫星导航系统中,DOP值是衡量卫星定位导航精度好坏的重要量度。在区域导航定位中,增设伪卫星可以很好地改善卫星分布的几何结构,降低DOP值,提高定位导航的精度。本文用矩阵分解的方法验证了在增设伪卫星后,GDOP必定会减小的结论,并且分析了仰角与VDOP之间的关系,利用伪卫星低仰角的特点例证了加入伪卫星后对系统DOP值的改善作用。     

卫星导航中几何精度衰减因子最小值分析及应用

DOP是评估卫星导航定位性能的重要手段之一。在分析GDOP的数学意义和测量意义的基础上,提出两种GDOP最小值的求解方法,并对最小值进行理论分析。结果表明,传统场合中认为DOP为"精度衰减"因子是有局限性的;随着卫星与用户几何关系的改变,包括GDOP在内的所有DOP完全可以小于1,从而具有一定的精度增强作用。在此基础上,提出一种评价星座空间分布均匀程度的星座几何构型品质因数,并以GPS和Galileo星座为例进行试验,结果表明该因数可以较好地评价星座的空间分布均匀程度。基于GPS星座在近地空间内导航精度性能的试验结果很好地证明了DOP具有精度增强的属性。     

一种区域卫星导航系统导航策略

根据区域卫星导航系统星座结构的特点,针对GEO星、IGSO星存在的轨道机动问题,以及星座建设阶段存在可用导航卫星少于4颗的情况,给出了一种综合利用接收机自主完好性故障检测排除算法、三星定位方法、病态数据处理方法的解决策略,可以提高区域卫星导航系统在一般导航应用中的有效性和连续性。实际算例结果表明了所提方法的可行性。     

利用SLR和伪距资料确定导航卫星钟差

提出了综合利用SLR和GPS伪距资料测定导航卫星钟差的方法,采用2002年10月的SLR和伪距实测数据计算了GPS 35卫星的钟差,并对GPS 35卫星的钟差进行了预报,为了验证计算结果的精度,将本文计算的卫星钟差与IGS精密钟差进行了比较.通过比较分析发现:综合利用SLR和伪距资料测定的导航卫星钟差精度优于3 ns,测定的导航卫星钟差与实际卫星钟差不存在系统差;导航卫星钟差的预报精度与计算卫星钟速的时间跨度有关;可以分离卫星坐标和卫星钟差之间的相互影响,便于对卫星钟差的研究.     

混合星座的精度因子与定位性能分析

通过对静地同步卫星(GEO)、倾斜轨道同步卫星(IGSO)/GEO结合和MEO/GEO结合等星座的精度因子(DOP)计算和分析,初步探索了利用混合星座解决无高程辅助的纯GEO星座不能垂向定位和水平定位精度欠佳的问题。同时,结合我国卫星导航系统的发展,提出利用IGSO/GEO混合星座作为区域定位星座向全球定位星座过渡的观点。     

世界几大卫星导航系统的比较

近年来,随着全球导航定位系统的战略作用与地位日渐突出及其在促进经济社会发展中的地位日益显著,越来越多的国家和地区开始着手或加强该它的建设。本文概述了世界几大卫星导航系统的现状,并对其主要参数进行了简要的介绍和比较,展望了卫星导航系统的发展趋势。     

基于北斗导航卫星的伪卫星技术在区域定位中的应用

借鉴差分 GPS导航定位的原理 ,阐述了在北斗导航卫星支持下的伪卫星技术 ,探讨了其定位原理、系统配置、技术设计、信号结构、天线安装和使用条件等。实现区域快速无源导航定位 ,需要至少四个伪卫星站提供的导航信号。伪卫星定位导航具有自主、隐蔽、经济等特性 ,在区域定位中应用前景良好。     

基于卫星服务中断的GPS在中国服务区可用性分析

由于导航卫星硬件失效和轨道维持等原因,会引起卫星服务的暂时中断。卫星服务中断又会导致导航星座可用性下降。以GPS卫星4类中断的平均间隔时间、平均恢复时间为参数,建立了导航卫星的平均可用性及导航星座平均可用性数学模型。仿真分析了卫星服务中断的情况下GPS在我国服务区的可用性。仿真结果对于我国目前进行的区域卫星导航系统建设(北斗卫星导航系统建设的第2步)以及参与GPS市场竞争均具有重要作用。     

利用SLR和GPS双频相位平滑伪距资料测定导航卫星钟差

采用2002年10月的SLR和伪距实测数据计算GPS 35卫星的钟差,为了验证计算结果的精度,将本文计算的卫星钟差与IGS精密钟差进行了比较。结果表明,采用经过载波相位平滑伪距资料,可以明显提高综合利用SLR和伪距资料直接测定导航卫星的精度;综合利用SLR和GPS双频相位平滑伪距资料测定导航卫星钟差精度优于0.3 ns(1σ),测定的导航卫星钟差与实际钟差不存在系统差。     

顾及卫星故障修复的导航星座PDOP可用性分析方法研究

利用马尔科夫链等方法建立了评价单星可用性的数学模型,利用组合数学和全概率公式建立了评价导航星座PDOP可用性的数学模型,仿真实现了在一定故障率、修复率下,PDOP在中国服务区的可用性。仿真结果表明,星座构型、故障类型及数量、故障率和故障修复率对星座PDOP可用性有显著影响。