双星定位/SINS组合系统中双星定位的故障检测研究

北斗双星定位系统(简称双星定位)利用两颗地球同步卫星进行定位,具有定位精度高、采用有源定位体制的特点。根据双星定位自身的特点、特别是它在实际应用中的特殊情况,首先介绍双星定位与捷联惯导系统(SINS)进行组合的系统滤波方法,然后提出把基于逻辑滑窗检测与预测残差χ2检测的融合算法用于组合系统中双星定位系统的故障检测。基于实测数据的仿真结果证明上述算法是可行的,并能有效地进行双星定位系统的故障检测。     

双星定位/SINS组合系统的滤波方法及一致性研究

根据北斗双星定位系统（简称双星定位）的特点，提出了北斗双星与SINS组合的最优预测模型。为了验证该滤波方法对状态估计的一致性，研究了滤波器一致性的准则，并给出了检验的统计量。试验证明，本文提出的滤波器与系统是匹配的。     

CNS/SINS组合导航系统仿真分析

天文导航和捷联惯性导航(CNS/SINS)相结合构成的组合导航系统,实现导航优势的互补,提高导航的精度和可靠性。文中阐述在惯性系下,以弹道导弹为研究对象而建立CNS/SINS组合导航的数学模型,并利用MATLAB编程设计基于离散型卡尔曼滤波的组合导航系统仿真,对比SINS和CNS/SINS对载体位置误差、速度误差以及姿态角估计的影响,进而验证CNS/SINS组合导航系统的可靠性。     

Effect of altitude error on position precision of double-star position system

IntroductionDouble-Star is to use two stationary orbit satellitesto locate the target which is located in the overlayarea of the the satellites’wave-beam. The two sat-ellites can only supply two equations. In order toget the three-dimensional position of…     

两种滤波方法在SINS／GPS组合导航中的应用与比较

针对SINS／GPS组合导航系统中卡尔曼滤波发散的情况,引入了自适应滤波和H∞滤波,分析了它们各自的特性,最后进行仿真计算,验证了这两种滤波用于SINS／GPS组合导航系统的可行性和有效性,对实际应用中组合导航系统滤波器的设计具有一定的指导意义。     

基于SINS／GPS的无人机组合导航系统建模与仿真

根据无人机的飞行特点以及SINS(捷联惯导)和GPS(全球定位系统)的优缺点,利用轨迹发生器设计无人机的飞行轨迹,建立基于SINS/GPS的无人机组合导航系统,依据卡尔曼滤波的相关原理对系统进行数学建模和计算仿真,验证无人机SINS/GPS组合导航系统的可靠性。     

Integrated navigation system and experiment of a low-cost and low-accuracy SINS/GPS

When SINS (strap-down inertial navigation system) is combined with GPS, the observability of the course angle is weak. Although the course angle error is improved to some extent through Kalman filtering, the course angle still assumes a divergent trend. This trend is aggravated further when using low-cost and low-accuracy SINS. In order to restrain this trend, a method that uses AHRS to substitute for SINS course angle information is put forward aimed at the hardware component characteristic of the low-cost and low-accuracy SINS including AHRS (attitude and heading reference system) and IMU (inertial measurement unit). Real static and dynamic experiments show that the method can restrain the divergent trend of the navigation system angle effectively, and the positioning accuracy is high.     

Integrated Navigation System and Experiment of a Low-Cost and Low-Accuracy SINS/GPS

When SINS (strap-down inertial navigation system) is combined with GPS, the observability of the course angle is weak. Although the course angle error is improved to some extent through Kalman filtering, the course angle still assumes a divergent trend. This trend is aggravated further when using low-cost and low-accuracy SINS. In order to restrain this trend, a method that uses AHRS to substitute for SINS course angle information is put forward aimed at the hardware component characteristic of the low-cost and low-accuracy SINS including AHRS (attitude and heading reference system) and IMU (inertial measurement unit). Real static and dynamic experiments show that the method can restrain the divergent trend of the navigation system angle effectively, and the positioning accuracy is high.     

虚拟格网化的BDS/GPS位置差分方法研究

针对普通用户终端定位精度无法满足特定场景的精度需求,基于局域CORS网并融合数据,生成位置改正数以修正终端位置,提高公众定位精度。经过开发服务端与终端软件进行大量测试,分析了格网生成配置的最优方案,并且进行虚拟格网实时位置差分外符合性测试。试验证明,虚拟格网位置差分能够提高普通终端定位精度,能够为公众提供平面RMS小于3 m的位置服务。     

浅谈GPS/SINS组合导航系统的设计

SINS/GPS组合导航系统是一种性能较好的导航系统,它结合了GPS的高精度定位,误差无积累及INS的自主性、实时性等优点。两者的结合可使导航系统的成本下降,可靠性增加,精度提高。本文概要地介绍了SINS/GPS的研究背景、结构组成、建立了系统的总体设计方案,给出详细的软件设计框图.并介绍实现系统各个功能的软件算法。实际应用结果表明:该系统的导航精度、成本、体积等指标均达到了设计要求。     

PPP/SINS紧耦合系统仿真的研究与分析

在捷联惯导(SINS)和GPS卫星接收机进行紧耦合的研究中,采用差分定位进行紧耦合的方法比较成熟,而关于精密单点定位(PPP)与捷联惯导紧耦合的研究还比较少。本文对精密单点定位与捷联惯导紧组合系统进行了Matlab仿真,利用数学解析的方法产生机载运动轨迹,通过设置系统的参数,获得仿真SINS和GPS数据;然后,通过PPP/SINS紧组合系统的仿真程序解算,将定位结果与PPP的结果比较,表明PPP/SINS紧组合导航定位的结果比PPP的精度和可靠性好,而且收敛的速度更快,同时也验证了算法的正确性。最后,分析了不同等级惯导对定位精度的影响。     

大失准角的SINS/GPS组合对准算法研究

利用四元数误差方程和非线性滤波技术能较好地解决大失准角下SINS的空中对准问题。迭代滤波比扩展卡尔曼滤波能在更大程度上改善对准精度，但计算量大。针对此不足，本文基于扩展卡尔曼滤波的状态与偏差解耦算法具有较高数值效率和迭代滤波具有较高精度的特点，推导出了一种非线性滤波算法，并对基于加性四元数误差方程的SINS／GPS组合对准进行了数字仿真。仿真结果表明：该算法既具有迭代滤波的精度又比迭代滤波计算量小。     

GPS/SINS组合系统时间同步误差的分析与验证

用示波器测量了Novatel SuperstarⅡGPS接收机串口输出的导航数据相对于1 pps的时间延迟,并以此估算出该接收机用于组合导航时时间同步误差的取值范围应为0.6~1.6 s。使用该接收机与某现役机载SINS构成组合系统进行了跑车实验。实验结果表明,根据跑车数据拟合出的GPS/SINS组合系统的时间同步误差约为1.1 s,说明本方法对时间同步概念的描述是符合实际的。     

天文定姿恒星视位置解算及更新算法

恒星视位置为航天器天文定姿提供矢量信息,是星敏感器工作必备数据。针对天基恒星视位置由于受航天器光行差影响,与地心视位置有角秒量级的差别这一问题,该文基于新天文参考框架建立一种实用天基恒星视位置计算模型,该模型可计算恒星的地心视位置和站心视位置。与天文年历恒星视位置对比,赤经的差值在40ms以内,赤纬的差值在120mas以内,验证了模型的准确性。利用STK仿真轨道数据解算站心视位置,通过分析两种视位置差别提出一种定姿跟踪模式下视位置更新算法,该算法一周内精度可保持在0.6″以内。实验表明:视位置计算模型准确性高、速度快,可满足定姿初始捕获时间要求,更新算法长时可靠,提高了定姿的计算效率。     

一种低成本、低精度SINS/GPS组合导航系统及试验研究

在SINS(捷联式惯性导航系统)与GPS组合时,航向角的可观测性较弱,经过卡尔曼滤波后,航向角误差虽有所改善,但仍呈发散趋势,当采用低成本、低精度SINS时,该趋势进一步加剧。为了抑制该发散趋势,针对某型低成本、低精度SINS硬件组成(包括AHRS(姿态和航向参考系统)与IMU(惯性测量器件))的特点,提出了利用AHRS代替SINS航向角信息的方法。实际静态与动态试验表明,利用该方法可有效地抑制组合系统航向角的发散趋势,定位精度较高。     

兼顾几何连通性与名称一致性的城市道路实体构建

提出了一种兼顾几何连通性与名称一致性的实体化构建方法。首先,对城市道路的实体化原则进行描述;其次,提出基于反比例函数的归一化的几何连通度度量方法,以及基于语义切分的名称匹配度度量方法;最后,通过路口提取、综合匹配度计算、路段匹配、路段连接及借道处理等步骤,实现完整的城市道路实体化构建流程。以郑州市主城区为试验区域进行具体构建试验,验证了本方法的准确性。试验结果表明,利用本文提出的算法进行实体化匹配的总体准确率为99.89%。     

精密单点定位及其精度分析

介绍精密单点定位的原理,并且以我国中部和东部GPS跟踪站精密单点定位为例,分析精密单点定位的精度.结果表明,精密单点定位精度与各跟踪站的误差小于0.2m,可以满足某些工程和海洋测绘的精度要求.     

Transformation method of exterior orientation angular elements obtained via position and orientation system under Gauss-Kruger projection coordinate system

Data obtained via airborne position and orientation system (POS) is in WGS 84 global geocentric reference frame, while the national coordinate reference system for topographic mapping in China is generally Gauss-Kruger projection coordinate system. Therefore, data obtained via a POS must be transformed to national coordinate system. Owing to the effects of earth curvature and meridian deviation, there are some errors in the process of angle transformation from roll, pitch, and heading (Φ ,Θ ,Ψ )obtained dir...     

BDS卫星位置插值方法研究及精度分析

针对精密星历本身只能提供离散的而不是任意时刻的卫星位置,该文提出采用插值法计算任意时刻的卫星位置。利用德国地学中心(GFZ)提供的精密星历数据,依次使用了拉格朗日插值法、牛顿插值法、切比雪夫拟合法、勒让德拟合法计算地球静止轨道(GEO)卫星、倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星、中地球轨道(MEO)卫星这3种不同轨道卫星任一时刻的卫星位置,并对这4种插值方法的精度进行了深入分析。实验结果表明:在解算北斗3类不同轨道卫星中,C01卫星用牛顿插值法最优,C09和C12卫星用拉格朗日插值法最优。     

传感器位置条件的自适应卡尔曼滤波及其应用

当多个传感器安装于同一载体之上,构成组合导航系统时,必然存在位置约束关系,当定位传感器等于或多于三个时,会产生多个这样的关系。利用这些条件,采用传统的约束滤波算法可以提高组合定位系统的整体精度,但有时也会造成高精度传感器的精度损失。本文中将这些位置约束条件看作观测量,通过设计适当的权矩阵,并结合自适应卡尔曼滤波算法,提出了一种用于提高传感器滤波精度的方法,并和传统的约束滤波算法进行了比较。仿真计算表明:在各传感器精度相当时,该算法可以提高各个传感器的精度,并和传统的约束滤波算法等效;当各传感器精度不同时,该算法仍然可以提高高精度传感器的滤波精度或保证高精度传感器的滤波精度不受损失。