云模型对GNSS欺骗干扰效能的评估

在"导航战"的背景下,欺骗干扰效能直接关系到被保护目标的生存概率及装备实施欺骗的成功概率。但影响因素的随机性和模糊性、评估聚焦点的忽大忽小及指标定权方法主观性强的问题,均抑制了效能评估的有效开展。基于此,提出了基于云模型的GNSS欺骗干扰效能评估方法。首先建立了效能评估的定性指标体系;其次将定性指标转化为可量化的对应指标,以利用主客观融合的方法对其进行定权;最后结合权值,利用云模型将专家对指标的模糊语言评估进行定量转换得到评估值。通过实例分析,验证了本文提出的方法能够有效削弱评估存在的问题。     

轨道摄动影响GNSS卫星可见性的分析研究

针对GNSS卫星轨道数据受到摄动力的影响产生偏差的现象,研究轨道扰动对卫星可见性的影响．借助STK(Satellite Toolkit)仿真软件,结合TowBoday、J2、J4和HPOP四种轨道预报模型对卫星轨道进行仿真研究;选取TowBoday、J2和HPOP三种模型对星座系统仿真,生成地面测控站对星座卫星的可见性分析报告．仿真结果表明:摄动力会对卫星轨道产生扰动;引入摄动力的轨道方程能解算出更为准确的轨道根数;HPOP模型能更为精确地进行卫星轨道的预报,在该模型下,纬度和经度方向上的最大误差分别为0.076°和0.115°,径向方向上高度最大误差为3.226 km;卫星轨道的扰动对卫星可见性产生一定的影响,最大误差为9.913 s.      

基于牛顿迭代法的GNSS欺骗干扰参数估计

欺骗干扰是全球卫星导航系统(GNSS)发展面临的重要挑战,针对小时延场景下欺骗干扰参数估计方法计算量大的问题,提出了一种基于牛顿迭代法的参数估计方法. 该方法以码相位估计为核心,通过构建欺骗场景下信号参数的非线性估计模型,采用牛顿迭代法对信号码相位进行估计,在此基础上采用最小二乘法对信号幅度和载波相位进行估计. 实验结果表明:该方法的平均迭代次数在10次左右,相比于传统参数估计方法,算法有效性大幅提升. 在准确性方面,该方法能够有效提高小时延场景下的信号参数估计精度.      

基于Hadoop的GNSS网基线向量的分布式处理

对于海量的GNSS观测数据,常规的集中式数据处理方法面临着计算效率低的问题,利用Hadoop平台技术分布式解算基线的方法可以有效地解决这一问题。通过划分子网,调用GAMIT软件并行解算基线,63个IGS站计算结果表明,3个计算节点的加速比达到了6.67,平差得到的坐标点精度在毫米量级。      

基于六旋翼无人机平台的GNSS干扰源测向与定位系统设计与实现

目前,基于无人飞行器的导航干扰源探测方面的研究主要集中在理论研究与仿真实现阶段[1],文中设计了一种基于六旋翼无人机平台的全球卫星导航系统(GNSS)干扰源测向与定位系统, 并在某飞行场区进行了干扰源定位精度的测试. 该系统主要由六旋翼无人飞行器、干扰源监测测向载荷以及地面站组成. 系统试制完成后,选定开阔环境,通过设置干扰源发射不同的调制方式、不同发射功率的干扰信号,以此来验证干扰源的定位精度.      

GNSS形变监测中系统误差的时空相关性研究

通过大量实测数据分析了系统误差的时空变化规律,论证了具有时空相关性的双差观测值系统误差残差的存在,实现了观测值的滤波及求差,提高了分离微小形变量的精度。     

GNSS基准站在高铁沿线自动化监测中的布局分析

中国高铁线状分布,贯穿全国各个地域,沿线地质情况复杂,利用GNSS技术对高铁沿线进行变形监测具有全天时、全天候、精度高等优点。本文选取青田县高铁沿线实验区域,基于TEQC和GAMIT高精度数据处理软件,对9个监测站24 h的变形监测精度进行了精度分析。结果显示,随着GNSS监测站与基准站之间距离的增加,GNSS监测精度越来越低,当GNSS监测站与基准站之间距离小于5 km时,GNSS监测精度较高,达到mm级监测精度。因此,当GNSS监测站与基准站距离较远时,应当布设多个基准站,以提高监测精度。     

GNSS载噪比反演船载气象要素传感器距水面高度

船载气象要素传感器距水面高度是使用块体参数化方法预测近海面大气折射率廓线的必要参数,对于海面蒸发波导等无线电气象系统监测结果的准确性具有重要意义. 利用全球卫星导航系统(GNSS)载噪比(CNR)时间序列反演船载气象要素传感器距水面高度. 该方法提取船舶GNSS接收机输出的卫星信号CNR,采用Lomb Scargle周期谱分析GNSS直射信号与反射信号相干性,反演天线相位中心距水面高度. 根据GNSS天线与气象要素传感器几何关系换算船载气象要素传感器距水面高度. 利用趸船实验数据对该方法进行验证,统计有效反演次数,分析海况对反演结果的影响以及反演高度时均变化. 结果表明:利用该方法反演船载气象要素传感器距水面高度是可行的.      

多系统GNSS观测数据质量检测与分析

在全球卫星导航系统的研究和应用中,高质量的GNSS观测数据能为后续的数据分析和处理提供可靠的保障。以iGMAS和MGEX跟踪站采集的四系统多频点观测数据为研究对象,从数据处理角度深入分析了数据质量评估的相关指标,并按照不同系统间的频点差异,对各类型GNSS采集设备进行了对比分析。     

GNSS相应坐标系之间的关系及其影响

不同的GNSS采用的坐标系定义几乎相近,但参考椭球及其坐标实现不同,这将影响多GNSS融合导航定位效果。根据各GNSS坐标系所采用参考椭球的基本常数,计算比较了不同坐标系参考椭球参数的差异;导出了相应的正常重力公式,比较了这些正常重力公式确定的正常重力值差异;最后分别从坐标系统的定义与实现两个方面分析了其对定位结果的影响。结果表明:1)GPS(BDS)与Galileo和GLONASS所使用的参考椭球引起正常重力差约为0.15和0.30 mgal;2)GPS与BDS,Galileo及GLONASS所使用参考椭球引起纬度分量最大差异约为0.1 mm,3 cm和3 cm,高程分量约为0.1 mm,0.5 m和1 m;3)各GNSS所使用坐标框架间转换参数引起的坐标变化达到厘米级。     

GridGNSS--网格化全球卫星导航系统

计算机网络技术的发展已经使全球的信息资源实现网络互联和页面浏览,新一代的基于IPv6的IP地址方案的实施,将可以满足全球几乎任意的资源连接互联网的需要。随着移动通讯技术的发展,移动互联网和移动IP技术可以使移动用户通过网络实现全球资源的互联和访问。因此,对于通过全球卫星定位系统进行移动目标定位的用户,可以通过移动网络的方式实现传统的数据传输和通讯。随着新一代互联网络的的发展,WebService成为全球信息发布的最主要的平台,基于WebService的GNSS综合信息发布可以实现全球GNSS资源和信息的访问,计算机网格的出现为全球GNSS计算提供技术支持,本文基于网格技术,提出了GNSS网格和GridGNSS的概念,对GridGNSS的功能和研究内容进行了详细分析,并对GridGNSS的实现过程和应用进行了阐述。     

A new method for three-carrier GNSS ambiguity resolution

A new method for resolving the carrier-phase integer ambiguity in Global Navigation Satellite Systems (GNSS) is presented: the MOdified Cholesky factorization for Ambiguity (MOCA) resolution. The characteristics and features of this method are described and results obtained using a software simulator and an emulator are presented to validate its efficiency. The results are then compared to those obtained using another existing method and good performance of the MOCA method in new GNSS systems is shown. Furthermore, the proposed method yields accurate results even when short time spans are used or when there are poor estimations of measurement error, making it immune to non-ideal conditions and ultimately a practical solution for real applications.     

基于空间双曲交会的GNSS伪距单点定位算法

针对GNSS卫星导航中的伪距单点定位,提出一种不需要测站坐标近似值的非迭代算法。该算法将GNSS伪距导航定位方程转化为空间双曲定位方程,给出具体的解算步骤,研究了空间双曲定位方程的解(有两解),利用GNSS伪距导航定位的特点可消除多值性,从而实现无初值GNSS伪距单点定位。该算法与Bancroft算法相比,通过星间单差,与测站有关的公共误差项被消去,提高了定位精度;与传统的迭代算法相比,提高了计算效率,而且不需要测站坐标初值。最后通过IGS监测站实测数据对3种算法进行比较,验证了算法的有效性。     

Development and testing of a new ray-tracing approach to GNSS carrier-phase multipath modelling

Multipath is one of the most important error sources in Global Navigation Satellite System (GNSS) carrier-phase-based precise relative positioning. Its theoretical maximum is a quarter of the carrier wavelength (about 4.8 cm for the Global Positioning System (GPS) L1 carrier) and, although it rarely reaches this size, it must clearly be mitigated if millimetre-accuracy positioning is to be achieved. In most static applications, this may be accomplished by averaging over a sufficiently long period of observation, but in kinematic applications, a modelling approach must be used. This paper is concerned with one such approach: the use of ray-tracing to reconstruct the error and therefore remove it. In order to apply such an approach, it is necessary to have a detailed understanding of the signal transmitted from the satellite, the reflection process, the antenna characteristics and the way that the reflected and direct signal are processed within the receiver. This paper reviews all of these and introduces a formal ray-tracing method for multipath estimation based on precise knowledge of the satellite–reflector–antenna geometry and of the reflector material and antenna characteristics. It is validated experimentally using GPS signals reflected from metal, water and a brick building, and is shown to be able to model most of the main multipath characteristics. The method will have important practical applications for correcting for multipath in well-constrained environments (such as at base stations for local area GPS networks, at International GNSS Service (IGS) reference stations, and on spacecraft), and it can be used to simulate realistic multipath errors for various performance analyses in high-precision positioning.     

基于接收机位置信息的GNSS干扰源定位技术

全球卫星导航系统（GNSS）目前得到了十分广泛的应用,但是GNSS信号到达地面的功率很低,同时民用信号的格式是公开的,因此极易受到各种无意和人为故意的干扰,会对GNSS定位和授时的精度造成影响．查找和消除干扰源十分重要,目前通用的干扰源查找手段是采用测向设备实现干扰源的交叉定位,但在不知道GNSS干扰源的大致位置时,采用测向设备查找干扰源将耗费很长的时间．如果能够通过提取一些通用接收机的输出量实现干扰源的粗定位,就可以为测向定位提供初始参考位置和大概的查找范围．本文利用几乎所有的通用接收机都能输出的位置信息实现干扰源的粗定位,随着GNSS接收机逼近干扰源,会造成接收机位置信息的丢失,随着GNSS接收机远离干扰源,接收机又会重新获取位置信息,本文利用一定区域内众多受干扰的接收机的位置信息丢失点和位置信息重捕获点来实现干扰源的粗定位．通过仿真验证,分析了该技术的定位误差,仿真结果表明,该方法能够实现GNSS干扰源的粗定位,为进一步准确查找干扰源提供位置参考．      

压制式干扰对GNSS接收机的影响及应对策略

随着GNSS接收机在军事领域的广泛应用,信号抗干扰已成为导航战的主要内容。本文阐述了压制式干扰对接收机信号捕获和跟踪的影响,采用时域滤波、自适应调零、空时联合三种处理方法检验了多个干扰场景下的抗干扰效果,详细分析不同的方案和参数设置带来的不同处理效果,及其对应的硬件实现代价,为研制抗干扰工程样机、提升武器装备在复杂电磁环境下的作战能力提供理论依据。     

应用于大地测量的整体式GNSS接收机检定方法

为了将整体式GNSS接收机应用于大地测量作业,给出接收机检定项目及方法。在具体项目中,应依据项目的要求和仪器设备的配置情况,适当选取和调整检定项目、方法进行检验。通过实例实测检定,拟参加作业的仪器设备满足要求,可用于作业。     

GNSS科学发展与前景

GNSS早已成为多学科研究的强大工具。着重介绍了近几年来GNSS系统及其观测技术,特别是数据处理方法和技术的重大发展,阐述了数据格式标准化的进展、全球与区域参考框架现状、参考框架对地壳运动研究的影响和IGS的产品等。同时对利用GNSS观测研究成果,主要是地壳运动的研究成果也作了较为详细的介绍。     

Integer aperture bootstrapping: a new GNSS ambiguity estimator with controllable fail-rate

In this contribution, we introduce a new bootstrap-based method for Global Navigation Satellite System (GNSS) carrier-phase ambiguity resolution. Integer bootstrapping is known to be one of the simplest methods for integer ambiguity estimation with close-to-optimal performance. Its outcome is easy to compute due to the absence of an integer search, and its performance is close to optimal if the decorrelating Z-transformation of the LAMBDA method is used. Moreover, the bootstrapped estimator is presently the only integer estimator for which an exact and easy-to-compute expression of its fail-rate can be given. A possible disadvantage is, however, that the user has only a limited control over the fail-rate. Once the underlying mathematical model is given, the user has no freedom left in changing the value of the fail-rate. Here, we present an ambiguity estimator for which the user is given additional freedom. For this purpose, use is made of the class of integer aperture estimators as introduced in Teunissen (2003). This class is larger than the class of integer estimators. Integer aperture estimators are of a hybrid nature and can have integer outcomes as well as non-integer outcomes. The new estimator is referred to as integer aperture bootstrapping. This new estimator has all the advantages known from integer bootstrapping with the additional advantage that its fail-rate can be controlled by the user. This is made possible by giving the user the freedom over the aperture of the pull-in region. We also give an exact and easy-to-compute expression for its controllable fail-rate.     

两种GNSS完好性监测系统的比较

对卫星导航系统完好性监测功能进行了分析定义,讨论了影响完好性的主要因素,介绍了两种主流的完好性检测系统。通过对两种完好性监测系统的研究,分析了两系统中使用的基本原理和流程。