在轨导航卫星的性能监测

随着全球卫星导航系统(GNSS)在国家安全、经济及社会发展中的作用越来越显著,各个卫星导航系统均通过不断发射卫星,保持足够数量的卫星在轨正常运行,从而确保系统对外提供连续的导航定位服务.随着在轨运行时间的不断增长,导航卫星设备出现故障或工作异常的概率也将逐渐增大,针对在轨导航卫星出现的常见故障,提出在轨导航卫星的性能监测需要对卫星运行的空间环境、卫星钟性能进行实时监测和预报,并对导航信号、卫星有效载荷重点参数进行监测和分析,同时对相应内容的监测方法进行了论述.     

对影像导航的认识与思考

影像导航是新一代用户导航设备的重要特征,是对地图导航的必要补充和完善。文中阐述了影像导航的基本概念;简要介绍了国外典型影像导航系统的基本情况;重点讨论了影像导航的关键技术问题及其解决方案;客观分析了影像导航的优势和不足之处;对影像导航的发展趋势(即实景导航或视觉导航)也进行简要介绍。最后针对影像导航研究和配套建设问题,给出了作者的思考和建议。     

一种基于位置域的北斗快速整周模糊度确定方法

整周模糊度搜索方法是卫星导航高精度应用技术研究的关键,通常可分为测量域、位置域和模糊度域。其中位置域整周模糊度求解方法因为其计算量大而很少应用于实际,也成为该方向难以突破的瓶颈。首先针对北斗系统特殊星座构型进行了深入研究;然后利用GEO卫星东西向几何构型好的特点,提出一种三维转换为二维位置域模糊度搜索算法。该方法在保证定位精度的同时,能够极大地减少计算量。最后,利用短基线的北斗实际数据进行验证,仿真结果表明了该方法的高效性。     

浅谈地理国情监测与测绘高新技术

本文介绍了地理国情和地理国情监测的概念,地理国情监测的意义,地理国情监测的措施和地理国情监测的测绘高新技术。     

秀场

"未来飞机"将问世近日,三家全球顶级飞行器研发机构根据美国国家航空航天局(NASA)的要求设计了未来概念的"绿色飞机",这款飞行器有望在2025年左右问世。"绿色飞机"突出了精简、环保的特征,其基本指标将比1998年的飞行器油耗标准减少50%,并减少75%的有害气体排放。三个设计团队的方案呈现出完全不同的概念,其中洛克希德·马丁公司的"盒式机翼气动布局"设计以其炫酷的造型备受瞩目。该飞行器使用     

一种多系统组合导航快速选星方法

采用多卫星导航系统组合导航,定位精度和系统可靠性会大幅提升,但导航定位运算量也会成倍增长。为解决多系统组合导航定位精度与实时性之间的矛盾,提出一种新的选星方法。新方法不追求最小GDOP值,而是以满足导航定位精度的GDOP值为前提,结合模糊理论中隶属函数的思想,按卫星在星座中均匀分布为原则进行选星。推导伪距测量的误差模型,分析了GDOP与测量误差之间的关系。北斗、GPS和GLONASS三系统组合导航选星实验结果表明,在不超过3次求解GDOP值的情况下,新方法能以不小于98%的概率得到GDOP≤4。     

BDS+GPS双系统多频RTK算法研究

目前北斗卫星导航系统（BDS）已建成区域导航星座,并具备了覆盖亚太地区的导航定位服务能力。作为全球第一个全星座播发三频卫星导航信号的卫星系统,北斗三频RTK定位性能进入实测验证阶段,而且BDS+GPS双系统多频RTK定位算法也待进行算法验证。本文基于非组合RTK定位模型,采用Kalman滤波算法,并根据在成都实测的BDS三频与GPS双频数据,对各种定位模式下的定位性能进行分析和比较。结果表明,该算法可以兼容不同解算系统和不同频率组合的要求,可以实现多频多系统RTK定位。双系统联合定位精度要高于各个单系统定位。在卫星几何构型较好的情况下,三频定位精度相对于双频短距离RTK定位精度的改善有限,其中BDS单频与GPS单频精度最高。在卫星几何构型较差的情况下,频率的增加可以提高RTK作业的可能性。     

GNSS相应坐标系之间的关系及其影响

不同的GNSS采用的坐标系定义几乎相近,但参考椭球及其坐标实现不同,这将影响多GNSS融合导航定位效果。根据各GNSS坐标系所采用参考椭球的基本常数,计算比较了不同坐标系参考椭球参数的差异;导出了相应的正常重力公式,比较了这些正常重力公式确定的正常重力值差异;最后分别从坐标系统的定义与实现两个方面分析了其对定位结果的影响。结果表明:1)GPS(BDS)与Galileo和GLONASS所使用的参考椭球引起正常重力差约为0.15和0.30 mgal;2)GPS与BDS,Galileo及GLONASS所使用参考椭球引起纬度分量最大差异约为0.1 mm,3 cm和3 cm,高程分量约为0.1 mm,0.5 m和1 m;3)各GNSS所使用坐标框架间转换参数引起的坐标变化达到厘米级。     

基于方差递推法的Kalman滤波在钟差预报中的应用

卫星导航系统中星载原子钟的钟差预报对于导航、定位及授时具有重要的作用。为了提高卫星钟差预报的精度,设计了一种两步确定卫星钟噪声协方差矩阵的Kalman滤波钟差预报模型。该方法首先基于Hadamard总方差确定卫星钟噪声协方差矩阵的初值,然后,使用方差递推法得到滤波过程中卫星钟的噪声协方差矩阵。使用GPS系统的星载铷钟数据进行短期预报,并与常用的二次多项式模型、灰色模型进行对比,结果表明:本文中提出的方法可以实现高精度的卫星钟差预报且预报效果优于两种常用模型,同时,该方法能够在一定程度上弥补预报误差随预报时间增加而不断变大的不足。     

导航卫星受地球外辐射带影响仿真分析

目前国际上不同国家已经进行了多个导航系统的开发,而构成这些系统的关键空间段实体导航卫星通常分布在中高轨道上,通过地球辐射带对该空间区域内卫星的辐射影响进行仿真分析,对于中轨道空间辐射,当卫星屏蔽厚度大于9mm,再增加屏蔽厚度的方法对辐射隔离不再敏感;对于高轨道空间辐射,当卫星屏蔽厚度大于7mm,再增加屏蔽厚度方法对隔离辐射已经不再敏感。可见,仅从辐射加固角度来说,在卫星设计时,以10年寿命为例,对于中轨道卫星屏蔽厚度区间取[8,9]mm为宜,对于高轨道卫星屏蔽厚度区间取[6,7]mm为宜。