动态导航定位噪声相关性的实时探测处理

提出了探测噪声相关性的图解法,直观地确定噪声的相关程度;基于统计检验的思想设计零假设,并构造检验统计量,给出了探测相关性的假设检验法。结果表明,图解法和假设检验法均能有效地判断噪声的相关性,实用中可将两种方法相结合,以达到最佳效果。     

三频非组合模型的GPS/BDS/Galileo精密定轨

四大GNSS导航卫星系统发播三频及以上观测数据成为必然趋势.本文基于IGS钟差基准研究了三频非组合(UC)精密定轨模型及其模糊度固定方法.将载波相位硬件延迟分成时变和时不变参数,并进行参数重组,得到三频非组合定轨观测模型;类似精密定位中的超宽巷、宽巷、窄巷的分步模糊度固定策略,使用双差法推导了三频非组合模糊度固定方法....     

BDS精密单点定位残差分析

对北斗精密单点定位的观测残差进行了系统全面的分析;通过对一站多天、多站一天解的观测残差、天线相位中心偏差对观测残差的影响以及观测残差历元间的关系进行实验分析。结果表明,北斗GEO卫星的伪距和相位的无电离层组合观测残差存在着系统偏差,这一系统偏差与测站的观测环境无关;伪距的无电离层组合观测残差的系统偏差具有常数特性;相位的无电离层组合观测残差的系统偏差与天线相位中心偏差有关。     

基于MRPs估计航天器姿态的IUKF算法及改进

航天器姿态确定的模型具有严重的非线性性.而采样卡尔曼滤波(UKF )通过采用一组确定性采样得到的Sigma点比扩展卡尔曼滤波(EKF)能够更准确地近似初始分布,使滤波在不准确的初始条件下更快地收敛.利用修正罗德里格参数(MRPs)表示姿态,用动力学方程进行角速率的传播,利用UKF的改进算法迭代采样卡尔曼滤波(IUKF)对航天器的姿态进行估计.在分析IUKF 性能的基础上进一步对IUKF算法作了改进,通过仿真算例将3种方法进行了比较.结果表明:IUKF及改进IUKF算法姿态参数的滤波精度比UKF更高,同时改进IUKF算法比IUKF的滤波能更快趋于稳定.     

基于非线性高斯-赫尔默特模型的结构总体最小二乘法

变量误差（error-in-variables,EIV）模型的系数矩阵存在结构特征的情况,并且这种结构特征可以扩展到观测向量中。首先采用变量投影法将系数矩阵的增广矩阵展开成仿射矩阵形式,提取系数矩阵和观测向量中的随机量,并将EIV模型表示为非线性高斯-赫尔默特模型,然后利用非线性最小二乘原理推导了一种结构总体最小二乘法。该算法统一了普通的结构总体最小二乘法、结构数据最小二乘法以及最小二乘法。将该算法应用到真实算例和模拟算例中,两个算例结果表明,该算法与已有能够解决EIV模型结构特征的结构或加权总体最小二乘法估计结果一致,验证了该算法的有效性。同时,该算法对结构特征的提取方式简单、规律性强且易于编程实现;且在算法设计中,把结构总体最小二乘问题转换为附有参数的条件平差问题,即将其纳入到最小二乘平差理论体系,便于其扩展应用。同时对平面拟合问题的误差估计特性进行了定性分析,由分析可知参数的相对大小对估计误差的一致性有直接影响,这说明EIV模型下系数矩阵和观测向量中随机量的估计误差与真误差的一致性关系相对复杂。     

INS辅助的实时动态GNSS单频周跳探测

采用全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）模糊度固定解可提高GNSS/惯性导航系统（inertial navigation system,INS）组合导航定位精度,而在复杂环境下,单频GNSS难以实现完善的实时动态周跳探测,影响GNSS模糊度保持。研究了星间单差与站星双差的INS辅助GNSS单频周跳探测检验量,重点分析检验量的误差特性。分析得出检验量误差主要与INS增量误差有关,受接收机至待检星与参考星之间星地矢量夹角的影响。提出了选取两颗参考星并优选探测检验量的方法,降低方位角因素的影响,提高周跳探测性能。周跳探测的阈值在滑动窗口内估计,对INS误差被GNSS误差淹没的部分进行抑制,充分反映INS误差影响,阈值估计具有较强的自适应性。     

自适应抗差Kalman滤波在多天线原始观测值瞬时姿态确定中的应用

由载波相位观测值直接解算姿态能实现观测及姿态约束信息的最优利用。本文推导了基于失准角及乘性误差四元数的载波相位观测模型,分别建立了有外部角速度传感器和无外部传感器辅助下姿态参数估计的状态模型;利用自适应抗差滤波估计姿态误差,借鉴分类自适应因子的思想,分别确定模糊度和姿态误差参数的自适应因子,其中姿态自适应因子由Ratio值构造的三段函数确定。自适应抗差滤波能够充分利用约束信息和历史信息,将其融合在浮点解计算过程中,极大提高模糊度浮点解精度及其协方差的结构,在此基础上使用整数最小二乘模糊度降相关平差法(least-squares ambiguity decorrelation adjustment,LAMBDA)方法即能快速搜索出固定解,满足实时性需求。采用实测舰载GNSS 3天线测姿算例对方法进行了验证,结果表明,基于自适应抗差滤波的观测值直接定姿方法效率高、可靠性好。     

利用水深不确定度探测测深异常值的方法

利用最小二乘支持向量机(LS-SVM)合理地构造出海底趋势面关键在于训练样本的选取。在构造海底趋势面的过程中,提出并实现了一种基于不确定度优化训练样本的方法。为了检验该方法的有效性,选取实测的多波束测深数据进行验证,并与趋势面滤波法进行比较。结果表明,该方法能有效地抑制较大偏差训练样本的影响,构造的海底趋势面更为合理,测深异常值的剔除也更为有效。     

顾及线性化模型误差补偿的卡尔曼滤波算法

针对扩展卡尔曼滤波（EKF）线性化所产生的线性化模型误差问题,使用非线性预测滤波对线性化所引起的模型误差进行预测,并在标准EKF的解算过程中考虑到预测所得误差的统计特性,使模型更趋于真实情况。通过算例对改进算法的性能进行了验证。     

利用高精度PPS测量进行GPS-GLONASS时差监测

首先对三类不同卫星导航系统时间基准偏差监测途径进行简要介绍,并首次把高精度PPS(pulse per second)测量这种方法成功应用到GPS-GLONASS时差监测中。针对PPS测量方案作了较为详尽的论述和说明,包括硬件配置、数据采集和后处理等内容,在试验中利用两台GPS和GLONASS双模接收机分别输出1PPS的GPS和GLONASS秒脉冲信号,使用斯坦福大学的SR620精密时间间隔计数器进行PPS精密测量,从而得到GPS和GLONASS的系统时间偏差测量值,并通过带有汉宁窗的FIR滤波器得到GPS和GLONASS的系统时间偏差估计结果,其平均值为317. 1 ns,标准差为5. 01 ns.