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。     

星载GPS载波相位测量的周跳探测方法研究

提出了一种基于粗差探测理论的星载GPS载波相位数据周跳的探测方法,并编制了相关软件对CHAMP星载GPS测量数据进行了验算。结果表明,当跟踪的有效GPS卫星多于5颗时,能够探测出所有的周跳。     

一种适用于星载GPS自主定轨的地球引力近似计算改进方法

提出了一种适用于星载GPS自主定轨的改进的地球引力近似函数方法（improved gravity acceleration approximation function,IGAAF）。对IGAAF方法的性能进行评估,结果表明:IGAAF方法的计算耗时小于45×45阶球谐模型;拟合系数容量仅为200~320 kB;引力加速度的截断误差（3D RMS）处于1×102~1×103 nm/s2量级,小于每颗低轨卫星自主定轨所需的最优阶次球谐模型（GOCE:105×105,CHAMP:85×85,GRACE-A:65×65,ZY3/TerraSAR-X:55×55）;将IGAAF方法应用于星载GPS自主定轨试验,相比于球谐模型,不会降低自主定轨精度。IGAAF方法在保证定轨精度的同时兼顾计算效率与系数容量的平衡,在星载GPS自主定轨的工程化应用中具有较强的实用价值。     

顾及广播星历误差分离吸收的分米级星载gps实时定轨新方法

受广播星历轨道误差与卫星钟误差以及伪距观测噪声等因素的制约,传统的星载 gps伪距实时定轨方法位置精度通常只能达到1.0m 左右,速度精度为1.0mm/s左右。本文提出了一种新的高精度星载 gps实时定轨方法,该方法基于广播星历误差的缓变特性,同时使用伪距与相位作为观测值,通过在卡尔曼滤波模型中设置相应参数对广播星历误差进行分离吸收,从而实现分米级精度的实时定轨。采用自主研制的实时定轨软件satpods对不同轨道高度 的 champ（ 320km）、 grace－a（ 460km） 与 sac－c（ 700km） 卫 星 连 续31d的实测数据模拟在轨实时处理,结果表明,新方法可以实现30～40cm 的 位 置 精 度 以 及0.3～0.5mm/s的速度精度,相比于传统的伪距实时定轨方法,精度可提高50％以上。     

城市环境下智能手机车载GNSS/MEMS IMU紧组合定位算法

针对城市环境下卫星信号遮挡严重,智能手机全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)定位难以保证连续性和可靠性的问题,提出了一种基于智能手机内置传感器数据的GNSS/微机械惯性测量单元（microelectro-mechanical system inertial measurement unit,MEMS IMU)紧组合车载导航算法。算法使用惯性导航系统机械编排进行时间更新,在车辆运动模型约束的基础上,使用伪距、多普勒频移和载波相位时间差分计算的航向角作为观测值进行测量更新。采用3部不同型号的智能手机进行车载试验分析,结果表明：城市场景下紧组合滤波定位算法平面位置精度统计约为5～6 m,高程方向约为5 m,且在GNSS信号失锁的隧道场景下具有短时间推算功能。该算法受GNSS观测条件的影响较小,大幅提升了城市复杂环境下智能手机车载定位的连续性和可靠性。     

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。      

导航卫星自主定轨星座旋转误差的地面校正算法

目的 基于星间测距的导航卫星自主定轨不可避免地会出现星座旋转,导致轨道精度下降并对造成用户定位系统误差。对星座旋转现象的原因和影响进行了分析,指出轨道升交点赤经的系统偏差ΔΩ和地球定向参数EOP的预报误差是星座旋转的主要误差源,主要表现为星座绕地球自转轴(犣轴)的旋转。在此基础上,提出一种独立、实用的星座旋转的地面校正算法,利用区域地面站的伪距观测值估计并校正星座旋转误差。仿真结果表明,使用两个测站可以估计旋转误差的三个分量,较为完善地消除星座旋转误差,显著提高用户定位的精度;使用一个测站,仅考虑关于犣轴的旋转分量,也可以校正大部分旋转误差,但校正效果略差。     

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.     

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。     

低轨卫星星载GPS数据伪距粗差及相位周跳探测与分析

研究了星载GPS观测数据中伪距粗差与相位周跳的探测方法,重点阐述了粗差与周跳探测有效性检验的方法。采用自主编制的软件对国内外9颗低轨卫星(包括我国的HY2-A与ZY3-A卫星)的星载GPS观测数据的粗差与周跳进行了处理与分析。