北斗三星无源导航定位技术研究

简述北斗三星无源导航定位的原理及定位误差源。探讨用最优估计理论和方法,即卡尔曼滤波技术,消除北斗三星无源定位数据中随机误差的方法。对华南沿海北斗三星无源定位实验数据进行滤波处理,结果表明:(1)北斗三星无源定位单点定位精度在纬度方向为±58m,经度方向为±4.3m,经卡尔曼滤波后其单点定位精度在纬度方向为±43m,经度方向为±3.6m;(2)北斗三星定位误差主要分布在纬度方向;(3)通过卡尔曼滤波可使北斗三星无源定位精度提高25%。     

基于罗经/DVL/水声定位系统的水下组合导航方法研究

针对基于罗经/DVL航位推算系统位置误差积累的问题,研究基于罗经/DVL/水声定位系统的水下运载体组合导航定位方法,设计了组合导航方案,建立了基于航位推算系统的误差方程,在此基础上引入水声定位系统的位置量测信息,设计了卡尔曼滤波器,实现了罗经/DVL/水声定位系统的信息融合。最后对研究的方法进行了计算机仿真和半物理仿真实验。实验结果表明,该方法抑制了航位推算系统位置误差发散,且减小了水声定位数据波动幅度,实现了水下运载体的高精度导航定位。     

DGPS在广西沿海海底地形测绘中的应用

DGPS（DifferentialGlobalPositioningSystem）测量技术即差分定位技术,包括实时差分和后处理差分定位技术,正在远海和近海测量中得到广泛应用。后处理差分定位与微波定位及GPS实时差分定位相比,具有作用距离远,不受基准台与船台之问的障碍物影响以及减少基准台等优点。对于近海大比例尺（大于1：1万）测量,可采用实时差分定位的方法,而小于1：1万中小比例尺海底地形图测绘及海上其他工程测量,采用后处理差分定位,既能满足精度要求,又能提高工作效率。本文主要介绍利用DGPS后处理定位方法,在测绘广西沿海1：5万海底地形图中的应用情况。     

INS/GPS组合导航中的病态问题及其处理方法

在地球表面附近的组合导航中,一般以经、纬度表示水平位置,单位为弧度(rad),以高程表示竖直位置,单位为米(m)。1m的定位误差仅相当于约10-7rad,从而造成定位协方差矩阵的条件数达1013量级。Kalman滤波中要对协方差矩阵求逆,过高的条件数将引起严重的病态问题,从而造成很大的数值误差,影响滤波精度,甚至造成滤波发散。提出一种直接的解决方法,即构建一种避免病态问题的组合导航滤波模型。具体过程为:引入一种尺度因子(即平均地球半径)对组合导航系统的状态量、观测量、状态方程以及观测方程进行线性变换,从而对经、纬度误差进行适当的尺度化,明显降低协方差矩阵的条件数,有效避免了滤波过程中病态问题的出现。新方法在不明显增加计算量的前提下有效解决了病态问题,并保证了Kalman滤波的最优性质。数值仿真验证了该方法的有效性。     

基于模糊决策理论的重力辅助导航区域选择方法

针对传统重力辅助导航区域选择方法仅利用单一评价指标所导致的评价结果不全面这一缺陷,提出一种基于模糊决策的多指标综合选取方法。首先,应用该方法计算目标区域重力异常的标准差、粗糙度、相关系数、重力信息熵和重力坡度等表征重力特征的统计参量;然后,利用模糊决策理论方法求解出指标的隶属度矩阵和权阵,得到区域总的评价指数;最后,依据总评价指数进行匹配区选择。仿真结果表明,本方法具有较好的可靠性,评价指数高的区域,其匹配效果更好。     

大气掩星反演误差特性初步分析

GPS大气掩星探测技术可以获得全球大气折射率、气压、密度、温度和水汽压等气象参数,该技术基本原理是基于几何光学近似的Abel积分反演.地球扁率、电离层传播时间延迟、大气大尺度水平梯度、多路径传播现象等因素在某些高度范围影响大气反演的精度.本文采用模拟的方法,分析其中地球扁率及电离层对反演结果的影响,并讨论局部圆弧修正及电离层修正的效果.利用CHAMP掩星实测轨道数据和有关电离层和大气经验模式、采用三维射线追踪方法模拟计算几种情形下的GPS掩星观测附加相位数据,对模拟数据进行反演,将反演气象参量剖面与模拟时给定模式剖面进行比较,得到了0～60 km高度范围内的反演误差.误差统计分析结果表明,局部圆弧中心的修正以及电离层修正,对于高精度的GPS掩星反演是非常重要的;电离层修正残差仍是制约30～60 km高度范围内反演精度的重要因素,进一步完善和优化大气掩星反演需要发展新的电离层修正算法.     

卫星导航欺骗干扰技术研究进展

在卫星导航应用越来越重视对抗与防护的背景下,梳理了卫星导航欺骗干扰技术的发展现状。讨论了欺骗干扰的原理和分类,介绍了欺骗干扰对接收机的影响、转发式欺骗干扰定位模型、新型渐变自同步欺骗干扰三个方向的研究进展,最后展望了卫星导航欺骗干扰技术下一步的发展方向。     

重力辅助匹配惯性导航系统研究

常规的航位推算方法无法满足水下潜器长时间工作的导航要求,惯导设备的定位误差随时间积累,重力异常数据和重力梯度数据进行匹配辅助导航可以连续的对惯性导航系统积累误差进行校正。 文章介绍了利用重力辅助惯导的思想和原理,对重力辅助惯性导航进行了讨论,建立包含重力异常/ 重力梯度数据的 Kalman 滤波算法,并采用改进的 ICCP 算法对重力异常匹配导航进行了模拟试算,结果表明在现有的技术条件下,重力辅助匹配导航能够胜任水下航行的工作任务,保证长航时的水下定位精度。     

卫星导航定位中DOP的精度增强作用分析

通过理论推导分析了 DOP 的一些性质,并进行了算例分析。 实验结果表明,在一些特殊应用环境中, DOP 值会随着星地空间几何布局的改善而大幅减小,以至于小于 1,从而增强了用户位置和时间偏差参数的精度; 结果还表明,导航解算方程的权逆阵的条件数在星地空间几何布局改善的条件下具有与 DOP 极为相似的变化规律,并且可以反映用户等效测距误差对于导航解相对误差的敏感性,亦可作为精度评估的一种度量方法。     

相对论框架下X射线脉冲星导航的TOA转换方程

介绍了脉冲星导航的基本原理,给出了相对论框架下的 TOA 方程及转换方程。 对 TOA 转换方程进行了数值分析,并对 TOA 转换方程进行了简化。 分析了简化前 TOA 方程与简化后的各个 TOA 方程之间的差异,以及简化后各个方程之间的差异。