GPS汽车导航系统简介

随着GPS定位技术的日益发展,GPS定位技术已深入到许多领域之中,许多国家都在积极制定开发GPS技术计划。日本以及德国在利用GPS技术进行飞机导航、舰船导航以及大地测量等方面取得重要研究成果。近年,日本推出GPS汽车导航系统,已开始普及应用,GPS汽车导航系统不仅可以导航,该系统还可为用户提供多种信息服务。     

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。     

区域卫星导航系统覆盖性能分析

北斗卫星导航系统已完成区域系统的建设任务。相比GPS而言,由于其星座结构的特殊性,目前仅对部分地区提供可用服务。本文以STK软件为基础,仿真计算了当前北斗导航星座对中国地区单一测站的卫星可视情况和GDOP变化情况,并计算了全球范围内7天观测周期内的平均GDOP分布情况。结果表明,当前星座的北斗卫星导航系统能够完成对中国及周边大部分地区的覆盖。     

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。     

北斗三号在极区导航定位性能的研究

针对GPS导航系统在极区范围内导航定位困难的问题,提出了一种采用创新型星座设计的北斗三号(BDS-3)系统对极区进行导航定位的新方法.采用轨道模拟的方式对BDS-3卫星模型解算,通过计算极区卫星可见性、高度角以及精度因子等主要导航性能指标,对极区内定位性能指标的单点统计以及均值分布统计情况与GPS导航系统进行对比.随着截止高度角的增大,极区东半球部分BDS-3的可观测到的卫星数量比GPS更多;所有极区东半球以及部分极区西半球区域的各类DOP值明显低于GPS.因此,创新型星座设计的BDS-3在高对流层延迟下比GPS更有定位优势,为极区导航定位提供了新的选择.     

GPS导航星座及低轨卫星的精密定轨理论和软件研究

全球卫星导航定位系统是20世纪80年代出现的最具划时代意义的航天技术和信息技术，其开发和应用研究已经成为世界各大国发展战略中高技术竞争的一个主要焦点。在卫星导航系统的研究中，导航星座轨道的精密确定和预报技术是保证卫星导航系统正常运行最核心的关键技术。导航星座的轨道精度是衡量卫星导航系统性能的一个重要指标，而利用导航星座进行低轨卫星精密定轨是导航卫星应用领域的最前沿、最具战略性的方向，高精度的低轨卫星轨道是提高卫星应用水平的基础。基于星载GPS数据的低轨卫星精密定轨一直是国际上的一个研究热点，也是我国提高低轨卫星精密定轨精度的最为有效的手段，但我国还鲜有高精度成果报道。因此，加大该领域的研究力度，建立自主产权的卫星导航数据综合处理软件势在必行。     

伪卫星增强GNSS系统的可靠性研究

为了解决GNSS系统高程精度差和卫星几何分布差导致的无法正确导航问题,首先介绍衡量卫星星座定位的精度因子指标,分析导航解的内外可靠性度量模型,并以西露天矿的实际情况为例,模拟GPS/Gallieo/PL导航星座及露天矿坑底接收机实际运行轨迹,分析伪卫星的不同位置对精度因子的影响情况。然后以整个运行轨迹为例,研究GPS,GPS/PL与GPS/Gallieo/PL集成星座导航情况下,伪卫星对GNSS系统的精度因子及内、外可靠性的度量增强作用。研究表明,伪卫星集成系统能明显提高GNSS导航系统的整体性能,保证露天矿深坑情况下的导航精度、可用性与稳定性。     

北斗二代混合星座数据质量分析

随着北斗导航系统的发展,北斗二代导航系统已经建设完成,可以为亚太地区的用户提供导航与定位的服务。北斗导航系统与其他导航系统相比,混合星座的设计以及国产星设备的不同,将导致北斗数据质量评估出现差异性与复杂性。本文基于双频IGS连续跟踪站数据,从数据完整率、信噪比、多路径等常规数据质量评估指标方面实现对北斗二代混合星座的数据质量评估,并与GPS数据质量做对比分析。结果表明:北斗二代不同数据质量出现差异性,总体数据质量较好,与GPS相当。     

导航星座的覆盖特性和定位精度因子分析

卫星导航系统对覆盖区域的服务性能与导航星座设计密切相关,重点分析了导航星座性能指标中的连续覆盖特性和定位精度因子（PDOP）。在此基础上,对所设计的全球导航星座进行了性能仿真,并与国外导航星座进行了对比分析。最后,分析了降级情况下的星座性能,给出了增强系统可用性的改进方法。     

GPS系统及其应用新发展

一、GPS系统概述 1．GPS基本概念 全球定位系统（Global Positioning System,简称GPS）是美国从20世纪70年代开始研制的新一代卫星导航与定位系统,具有全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能,而且具有良好的抗干扰性和保密性。如今,GPS已经成为当今世界上最实用,也是应用最广泛的全球精密导航、指挥和调度系统。GPS系统主要由空间卫星星座、地面监控站和用户设备3部分构成。     

北斗实时高精度定位服务系统研究

正北斗卫星导航系统独创性地实现了基本导航与广域差分融合一体的系统服务。经过多年的稳定运行,北斗服务性能指标已经完全达到了系统设计要求,在仅有10余颗区域星座的情况下实现了区域内与GPS等全球系统精度相当的服务。本文针对北斗实时高精密定位服务系统的相关技术进行了研究。论文的研究内容成果主要包括以下几方面:     

多种导航卫星系统的组合共用技术探讨

随着全球各导航卫星系统的兴建,多种导航卫星系统的组合共用在近年来逐步成为卫星导航领域的研究热点。从导航系统的星座及观测几何、可用性、完备性、精度、可靠性、载波相位模糊度求解能力等方面,分析了多种导航卫星系统组合共用的优越性。阐述了组合共用的使能技术及最新的研究进展,并对发展前景做出了展望。     

GPS+BDS双差分RTK在遥控车载地理信息采集系统中的应用

GPS-RTK作为全球定位系统(GPS)测量技术提高定位精度的一种方法得到了大力推广和广泛应用。现今,北斗卫星导航系统(BDS)已建成区域导航星座,并具备了导航定位服务能力,且已正式提供连续无源定位、导航、授时等服务。但由于BDS单星座定位存在一些不足,导致了定位精度偏低,因此多频多系统融合定位导航研究成为了一个技术新热点。文中通过介绍RTK技术,引入了GPS+BDS双系统下RTK的应用思路,并指出RTK技术在地理信息采集系统中的优势以及实际应用中应注意的问题,为类似工程应用提供一定的参考价值。      

浅谈车载GPS导航定位技术的应用与发展趋势

主要论述了车载GPS导航定位技术的系统原理以及车栽监控导航系统在车辆导航、监控等方面的应用,对车栽GPS导航定位技术目前国内发展现状进行了阐述,总结分析了我国车载导航定位系统产业特征、发展趋势以及国内车栽导航业存在问题和发展前景。     

北斗区域卫星导航系统定位性能的纬度效应

与全球定位系统（global positioning system,GPS）不同,北斗区域卫星导航系统（BeiDou navigation satellite system,BDS）采用了5颗地球静止轨道卫星、5颗倾斜地球同步轨道卫星和4颗中圆轨道卫星的混合星座,星座分布不均匀。特殊星座决定了不同纬度地区用户的可见卫星数量和观测几何结构存在明显差异,用户的导航定位性能存在明显的纬度效应。分别从理论模型和实际观测两个方面对不同纬度地区用户的可见卫星数目、观测几何结构和导航定位性能进行较全面分析,使用了多家厂商的接收机,在不同纬度地区进行了GPS、BDS以及两系统融合定位试验。结果表明,BDS定位性能存在明显的纬度效应,即定位精度随纬度升高而降低;GPS导航定位性能没有明显的纬度效应;BDS/GPS数据融合可以减弱纬度效应,提高导航定位服务的精度和可靠性。     

组合导航卫星系统定位技术进展

多星座导航系统的组合共用是近年来卫星导航领域的发展方向之一。综述了基于组合导航卫星系统定位技术的最新研究进展,从多源信息融合理论的角度阐述了卫星导航系统组合定位的思路,同时在多星座导航系统组合的新背景下分析了载波相位模糊度解算这一关键问题的发展,探讨了系统组合共用实施中有待于进一步研究解决的新问题。     

北斗卫星导航系统和GPS兼容性评估(英文)

北斗卫星导航系统的信号体制与GPS近似且占用相同的频段,不可避免地带来兼容性问题。从理论上分析兼容性评估的重要参数:频谱分离系数、码跟踪谱灵敏度和等效载噪比衰减,阐述伪随机码码长、导航数据速率和码片速率对兼容性计算的影响,在综合考虑信号兼容评估的运算速度和准确性的基础上,提出改进的GNSS兼容性评估模型。以此兼容性评估模型对北斗卫星导航系统和GPS所有频段进行仿真,仿真分析中考虑北斗卫星导航系统和GPS的具体频率分配、信号体制、发射功率、发射带宽、卫星天线增益、仰角、多普勒偏移、信号在空间传播的衰耗以及接收机参数。通过仿真可以看出,当北斗卫星导航系统满星座运行时,GPS对北斗系统的干扰将大于北斗系统对GPS的干扰。     

国外卫星导航系统星间链路发展研究

利用星间链路提升卫星导航系统性能已成为全球卫星导航系统的重要发展趋势之一。以GPS为代表的国外卫星导航系统都在积极发展星间链路。我国北斗卫星导航系统也将在新一代全球导航卫星上搭载星间链路,目前已开展在轨试验。通过国内外文献查阅和跟踪研究,系统梳理比较了GPS,GLONASS和Galileo三大全球系统已投入使用和正在论证的星间链路技术方案。在此基础上归纳了星间链路的发展特点与趋势:1)星间链路的设计不再局限于实现自主导航,更倾向于通过星地联合实现增强提升导航性能;2)星间链路的发展当前以高频段射频星间链路为主,激光星间链路是未来的发展方向;3)星间链路测距通信将主要采用时分多址体制。相关研究成果对我国北斗卫星导航系统星间链路的发展具有借鉴意义。     

北斗在极区导航定位性能分析

北极蕴藏着丰富的资源,冰川融化使得夏季北极地区的航行成为可能,北极地区战略地位凸显。为了保障北极地区活动的安全性,精确导航定位是重要基础保障,本文分析了我国北斗卫星导航系统当前星座及未来全球星座在极区的可用性。详细分析了利用北斗卫星导航系统在极区进行导航、定位服务的基本性能,分析其优缺点,并提出了可能的应对方法。     

基于电子地图的GPS车辆导航系统研究

从电子地图具有的优点出发,结合GPS技术,简单地介绍了车辆导航系统应用于交通管理中的几种模式;在车辆导航和信息系统结合的原理上系统地论述了GPS和GIS结合,通过地图匹配技术实现GPS车辆导航系统的方法。