一种改进的组合导航系统选星算法

针对GPS,GLONASS,BDS组合导航系统定位中卫星的选择作了相关分析。首先用STK软件进行仿真,分析几何精度因子与卫星数的关系,得出组合导航系统最佳选星数;再根据卫星星座的空间几何分布,基于次优选星算法的成本函数模型,结合各导航系统卫星测量精度的差异性以及次优选星算法的峰值、不稳定特点,构建一种以卫星高度角和载噪比确定的加权成本函数模型,提出一种依据加权成本函数选星的分步次优加权选星算法。实验结果表明,该选星算法能近似到达最优选星算法的效果,计算负荷也相对较小,可满足导航定位解算精度和实时性要求。     

Householder正交变换在模糊度降相关算法中的应用

在GNSS模糊度解算的过程中,由于模糊度之间存在相关性,为减少搜索时间需要对模糊度的协方差矩阵进行降相关处理。降相关算法的优劣将直接影响到模糊度搜索的效率。本文基于Householder正交变换提出了一种新的降相关算法,并利用随机模拟数据和北斗实测数据,从谱条件数、平均相关系数和规约时间3个方面将Householder算法与目前较为流行的LLL算法以及逆整数Cholesky算法进行了对比。通过实验分析得出,Householder算法能够明显改善降相关处理的效果。但是该算法仍存在规约时间较长的不足,需要进一步完善。     

部分参数加权平差的教学内容扩展

部分参数加权平差方法具有十分重要的理论意义和实用价值,尤其在测量平差程序实践中广泛应用。现有教材及文献关于部分参数加权平差解算公式的推导,均是将具有先验信息的参数连续排列在参数向量的前部或后部(称为参数有序),但实际编程中,常将有先验信息的参数在参数向量中混乱排列(称为参数无序)。为此,本文推导了参数无序时部分参数加权平差的解算公式(简称为严密解法),并阐述了结合无限权法(权无穷大或小)和全部参数加权平差解法的部分参数加权平差的实用解法(简称为实用解法)。通过模拟算例,验证了严密解法的正确性和实用解法的可行性,并指出实用解法具有较好的灵活性,更适于实际应用。     

UUVs集群协同定位的分散式增广信息滤波方法

无人水下航行器集群协同作业能够扩展单体UUV的感知范围,实现单体UUV无法或难以完成的复杂任务。由于水下环境的复杂性及UUV各传感器存在观测限制、时延等问题,传统分散式Kalman滤波方法所需要的庞大实时通信在实际中难以实现,使得当前UUVs集群协同定位为不严密的解算。本文提出一种以增广信息滤波为核心的UUVs集群协同定位分散式滤波方法,在顾及算法严密性的基础上实现了UUVs分散式协同定位。每个UUV平台根据本地的传感器数据建立自己的状态链,同时广播自己的观测信息,各个平台协同完成信息矩阵的Cholesky修正。基于严密的数理理论证明了所提出的UUVs协同定位的分散式滤波与集中式滤波的一致性,并与传统方法进行对比分析。理论仿真分析表明,较之传统方法单体UUV的观测更新或两个UUV之间的相互观测都会导致UUVs集群全体状态更新,本文方法使得观测更新仅与观测直接涉及的UUV相关,有效地降低了通信载荷,实现观测信息的即插即用,扩展性良好。     

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利用Bayes估计进行多波束测深异常数据探测

在海底地形变化连续、平缓的假设条件下,基于Bayes估计理论提出了多波束测深异常数据探测方法,并与选权迭代加权平均滤波法进行了分析和比较。结果证明,该方法可以解决测深异常值判断标准可靠性的问题,而且能合理、有效地探测出异常值。     

方差分量估计前提初探

根据方差分量估计理论,即使随机模型本身已经正确,方差分量估计也会得到不同于通常意义上的最优线性无偏最小二乘估计。此外,由于方差分量估计计算工作量一般较大,因此,本文提出了利用统计检验方法来判断是否进行方差分量估计的想法,并进行了初步研究。     

GPS水准多项式拟合自动优选算法

GPS水准中,无论采用几何法还是重力法建立高程异常模型,通常都要采用曲面拟合技术.多项式曲面拟合是一种常见的方法,但该法在选取结点、多项式阶次时却存在一定的人为因素.为了克服这一问题,给出了优选算法并进行了计算机编程,实现了对常用502种阶次组合进行自动优选的功能.此外,对该算法确定的拟合正常高精度及可能达到的水准测量等级等用户所关心的问题也进行了探讨.     

一种改进的LLL模糊度降相关算法

针对GNSS载波相位精密定位中的整周模糊度解算问题,引入格基规约的思想,基于系统旋转的Houscholder正交变换对现有的LLL规约算法进行了改进,并将长度规约的比较范围扩大到n维,对规约基向量进行预排序,提出了HE-LLL规约算法。在不同观测时段长度和不同基线长度的情况下,分别从条件数、规约时间、非正交化指标以及正交化列向量长度变化趋势等方面将HE-LLL规约算法与改进前算法的规约效果进行了比较,结果表明,HE-LLL算法大大提高了规约效率,且对正交化列向量的长度具有很好的约束作用。     

非组合与组合PPP模型比较及定位性能分析

非差模糊度经过未校准硬件延迟小数部分（fractional cycle bias,FCB）产品改正后恢复整周特性,能够显著缩短精密单点定位（precise point positioning,PPP）的初始化时间。服务端采用非组合模型估计FCB产品时,由于电离层误差的影响,原始频点L1和L2的FCB无法准确分离,因此提出一种基于消电离层组合FCB产品的非组合PPP部分模糊度固定方法。由于传统服务端消电离层组合FCB产品算法与用户端非组合模糊度固定算法具有一致性,可采用星间单差的宽巷和原始频点模糊度构建窄巷模糊度,利用消电离层组合FCB产品进行分步模糊度固定。采用全球120个MGEX（multi-GNSS experiment）测站作为服务端生成消电离层组合FCB和非组合FCB产品,再选取全球未参与服务端解算的10个测站进行评估验证。实验结果表明,相对于使用传统非组合FCB的模糊度固定方法,静态情况下,所提方法收敛精度平均提升25.0%,收敛时间缩短21.1%;仿动态条件下,所提方法收敛精度平均提升26.7%,收敛时间缩短17.9%。