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...     

运动状态下MEMS IMU随机误差的Allan方差分析方法

在车载全球卫星导航系统（global navigation satellite system,GNSS）/微机械系统（micro-electro mechanical system,MEMS）惯性测量单元（inertial measurement unit,IMU）组合导航滤波解算时,通常使用MEMS厂商标定的加速度计和陀螺仪的随机模型参数（简称为标称参数）。这些标称参数由传感器厂商在静止状态或通过实验室转台设备来测定,是否适用于运动状态下的组合导航滤波解算并获得最优的定位精度,需要进一步研究和评估。本文提出了一种运动状态下MEMS IMU随机误差的Allan方差分析方法,将不同精度等级的IMU安装在同一车载平台上同步采集观测数据,用高精度IMU观测数据提取车辆运动信息,然后从低精度MEMS IMU观测数据中剔除车辆运动信息得到类似静止的观测数据,进行Allan方差分析,获得运动状态下的MEMS随机模型参数,并将其应用于GNSS/惯性导航系统（inertial navigation system,INS）组合导航解算。试验结果表明,采用运动状态下标定的随机模型参数,组合导航的定位精度优...     

谷歌Nexus 9智能终端原始GNSS观测值的质量分析

从信噪比、伪距残差、相位残差等方面对开阔环境下的静态谷歌Nexus 9智能平板终端的原始全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）观测数据质量进行了分析评估,结果表明,Nexus 9平板的全球定位系统（Global Positioning System,GPS）、GLONASS观测值的信噪比比测量型接收机低10 dBHz左右;伪距精度分别为5.43 m、11.39 m,相位精度分别为4.44 mm、4.99 mm;相对于高度角来说,信噪比与伪距残差的相关性更强,更能反映观测数据的质量。在此基础上给出了信噪比定权的随机模型,并进行了开阔环境下的伪距单点定位测试。实验结果表明,基于信噪比定权的单点定位平面精度为2.74 m,高程精度为4.56m,比高度角定权精度提高了约26%。     

星载GPS伪距测量数据质量分析

研究了星载GPS伪距测量精度评定方法以及粗差的探测方法,用自编的软件对CHAMP卫星和SAC-C卫星的星载GPS实测数据进行了详细的分析。结果表明:随着卫星高度角的不同,多路径效应与伪距测量噪声对星载GPS伪距测量精度的影响在0.5~3.0 m之间;CHAMP和SAC-C星载GPS观测数据中,伪距粗差观测值所占的比例分别达到1.2%和3.0%。     

星载单频GPS实时精密定轨模型研究

采用星载单频GPS伪距和相位观测数据，构建单频伪距相位无电离层组合(GRAPHIC)消除电离层延迟误差的影响，同时建立伪模糊度参数随机模型，吸收广播星历中的轨道和钟差误差。对国内外8颗低轨卫星星载GPS实测数据进行单频实时定轨模拟解算，结果表明，使用GRAPHIC组合作为主要观测值，实时定轨位置精度达到0.44~0.55 m，速度精度达到0.37~0.63 mm/s，相比于传统的基于双频伪距观测值的实时定轨方式，定轨精度提升40%左右。根据本文星载单频GPS定轨模型和算法，仅使用低成本的单频GPS观测即可以实现低轨卫星高精度实时定轨。     

导航卫星自主定轨中JPL DE星历的简化使用

导航卫星自主定轨中使用原始JPL DE星历不仅数据量较大,而且不容易编码。文中提出了一种简化的星历使用方法,利用对一定间隔的日月位置进行拉格朗日插值,取代原始星历的切比雪夫多项式拟合方法,可以有效减少上行传递的参数个数。通过实验分析得出,在60 d的自主定轨中使用间隔1 d的月球位置和10 d的太阳位置进行插值,可以在保证导航卫星自主定轨精度的基础上,参数个数从404/808个减少为254个。     

空间大地测量学课程建设及教学方法研究

介绍空间大地测量学课程建设背景,阐述《空间大地测量学》教材的主要内容和特色,总结空间大地测量学课程的教学方式。     

导航卫星自主定轨中光压模型精化方法及其影响研究

以GPS卫星为例,提出了一种太阳光压模型精化方法。该方法能使卫星升交点赤经及轨道倾角在180d内的预报误差控制在±40mas左右,较显著地提高了自主定轨卫星轨道的切向和法向精度,最终改善了用户测距误差,对卫星轨道径向改善不明显,对钟差项几乎没有影响。     

GPS精密单点定位在空中三角测量中的应用

结合一例带有试验性质的GPS辅助空中三角测量的工程实践,从不同的角度和数据处理方案,分析了GPS精密单点定位结果,结果表明采用GPS精密单点定位辅助空中三角测量的方案不仅可行,而且不需要地面基准站支持,提高了摄影测量效率并可降低测量成本.     

卫星导航嵌入式教学实验平台建设与实践

针对目前导航工程专业卫星导航课程实验教学中存在的对学生系统分析解决问题能力与创新能力等的培养不足问题,将卫星导航与嵌入式系统集成开发相结合,设计建设了软硬件相结合的卫星导航嵌入式教学实验平台。详细介绍了该实验平台的软硬件构建方案以及实验课程内容建设。该实验平台已投入实际实验教学中并取得了良好的教学效果。