HY-2B星载GPS数据质量及简化动力学精密定轨分析

对HY-2B卫星星载GPS数据进行质量检查,分析伪随机脉冲先验值对简化动力学精密定轨的影响。结果发现,在所有时间间隔中,先验标准差为1×10^-8 m/s²时定轨精度最高,最优伪随机脉冲时间间隔为6 min。估计天线相位中心变化（PCV）,分析不同分辨率（10°×10°、5°×5°）PCV模型对定轨结果的影响,并使用载波相位残差、重叠轨道比较和SLR检核对定轨结果进行检验。结果表明,99%以上的历元能观测到4颗以上GPS卫星,数据完整率达到99.65%,L1、L2波段的多路径误差RMS均值分别为15.7 cm、9.5 cm,证明HY2国产接收机性能良好。轨道内符合精度均达到cm级;未加PCV模型时,SLR检核RMS值为27.8 mm,加入10°×10°、5°×5° PCV模型后,SLR检核RMS值分别提高0.9 mm和1.2 mm,说明轨道外符合精度也达到cm级。     

一种宽频带圆极化微带贴片天线设计

利用双馈点法设计了一个覆盖GPS和GLONASS频段（1570MHz～1620MHz）的宽频带圆极化微带贴片天线。与传统单馈点圆极化贴片天线相比较,这类天线将辐射贴片与馈电网络集成在一起,可获得令人满意的阻抗及轴比带宽。在1．575GHz和1．610GHz时的实测天顶方向轴比均小于1．5dB,增益均大于4dB。该天线性能较好,加工调试简便,在卫星导航等领域具有广阔的应用前景。     

不同型号GNSS接收机短基线检定实验研究

全球卫星导航系统(GNSS)以其全天候、操作简便、高精度等优点在测绘、航空、地质勘察、环境监测与保护等领域得到了广泛应用。为提高GNSS接收机检定设备的利用率和检定工作的效率,也为测量工作中提高GNSS接收机的使用效率提供可靠依据,文中设计了不同型号的GNSS接收机与相同型号GNSS接收机联合检测和联合数据处理的实验。实验证明,不同型号GNSS接收机联合检测具有可行性。     

附加方位约束的GPS/INS组合系统选权自适应卡尔曼滤波

单天线GPS/INS经典组合模型存在的明显不足是：由于状态参数不仅包含INS的位置、速度误差,而且还包含INS的姿态误差和元件误差,存在观测信息不足,间接可测参数难以准确估计。在深入分析常用GPS/INS组合模型及滤波算法中参数估值的特性基础上,提出从两方面改善这类滤波结果：①在运动条件下的组合观测模型中附加GPS单天线测方位角约束,建立观测值与间接可测参数之间的联系;②将选权自适应卡尔曼滤波方法拓展到GPS/INS滤波中,以提高参数估计的精确性。通过对滤波结果的增益阵、位置差、速度差及姿态估计结果的分析可知,该方法的滤波结果更趋准确、合理。     

一种新型测地线双锥天线的研究

介绍了一种新型测地线双锥天线,该天线能够实现全方位面上的波束扫描,具有广阔的应用空间。采用几何光学法结合测地线理论分析了其工作原理,重点阐述了圆柱面上射线传输路径的问题,并对该天线在单端口和双端口激励情况下的方向图分别进行了分析和计算。在以上基础上,设计加工完成了一款工作在6～8 G Hz的新型测地线双锥天线,给出了其具体结构和尺寸。理论结果与实测结果具有较好的一致性,表明了几何光学法在测地线双锥天线分析和设计中的适用性。     

一种顾及现势指向的上行天线阵相位中心精确标校方法

针对上行天线阵相位中心标校技术粗糙、精度不高等问题,引入精密工程测量技术测定天线实际状态,提出了一种顾及现势指向的相位中心精确标校方法。首先,利用工业摄影测量系统获取天线各姿态的型面数据,并通过最小二乘法拟合求解出现势性强的机械轴;然后,用矩阵法解算各姿态下机械轴的交点作为旋转中心;最后,基于反角度加权插值法推估得到天线在任意姿态下的机械轴,进而从投影中心沿机械轴延伸既定长度获得可靠的相位中心。以3台φ3 m上行阵天线为试验对象,通过工程控制网统一摄影测量坐标系,并按照本文方法标校天线相位中心。电信号合成效果表明,本文方法能有效克服天线自重变形、机械安装等因素的影响,实现了相位中心的精确标校,增强了上行天线阵合成信号的幅度。     

双星姿态测量中确定整周模糊度的新方法

针对双星姿态测量中整周模糊度解算这一关键问题,提出了一种新的双星整周模糊度解算方法——天线反转法。其基本思想是,在静态初始化过程中将副天线绕主天线反转了180°。模拟算例表明,该方法能够快速可靠地解算出双星整周模糊度。     

Estimation of elevation-dependent satellite antenna phase center variations of GPS satellites

A method for the estimation of the phase center variations of GPS satellite antennas using global GPS data is presented. First estimations have shown an encouraging repeatability from day to day and between satellites of the same block. Thus, two different satellite antenna patterns for Block II/IIA and for Block IIR with a range of about 4 cm and an accuracy of less than 1 mm could be found. The present approach allows the creation of a consistent set of receiver and satellite antenna patterns and phase center offsets. Thereby, it is possible to switch from relative to absolute phase center variations without a scale problem in global networks. This changeover has an influence on troposphere parameters, reduces systematic effects due to uncorrect antenna modeling and should diminish the elevation dependence of GPS results. AcknowledgmentsThe authors thank Prof. G. Seeber (University of Hannover) and Dr. G. Wübbena (Geo++ GmbH) and their groups for their kindness in making available the absolute field calibration results derived from robot measurements.     

GAMIT在仪器检测中的应用

GAMIT是高精度的GPS数据处理软件,广泛应用于GPS数据的处理,特别在处理基线方面,对长基线、短基线的处理都能达到很高的精度要求。本文通过利用某岛礁项目的GPS仪器检测数据,结合精密星历,采用GAMIT软件对数据进行高精度的解算,结合某岛礁项目设计的精度要求,与解算结果对比发现,GAMIT软件的解算结果完全可以达到GPS仪器检测的效果。     

两种GPS天线阵列抗干扰算法研究及仿真

介绍了自适应天线阵列信号响应的数学描述,论述了在GPS抗干扰应用中广泛采用的基于最小均平方（LMS）的自适应算法的原理和实现过程,并对算法进行了仿真。提出了一种优于LMS算法的自适应数字波束形成（DBF）技术,推导出了其最优权系数矢量的计算方法,并对该算法进行了仿真。仿真结果表明：4阵元LMS的自适应调零算法对于单干扰的抑制和双干扰的抑制都达到了较好的效果,同时也体现了该算法零陷的优点。