卫星导航接收机基于IIR陷波器的单频干扰抑制性能分析

单频干扰对卫星导航系统的破坏性很强,仅靠系统自身的抗干扰能力很难保证系统正常工作。因此,有必要引入干扰抑制技术。在现有的众多抑制单频干扰的信号处理手段中,时域陷波抑制技术因其实现简单、抗干扰性能好等优点而被广泛使用。针对单频干扰对卫星导航接收机的影响,分析了IIR陷波器的陷波原理,比较了直接型和格型两种陷波器的性能,研究了陷波器参数与零陷深度、陷波带宽的关系,并基于二阶陷波器扩展分析了高阶陷波器的抑制性能。通过仿真实验,验证了上述结论的正确性。     

用单频GPS数据实现低轨卫星动力学法定轨研究

采用星载GPS双频观测数据,低轨卫星定轨的精度可以达到厘米级。采用GRACE A卫星的星载GPS观测数据,分别基于单频数据(C/A和L1)的半合组合观测量和双频数据的消电离层组合观测量,采用动力学低轨卫星定轨方法,解算了7d的GRACE A卫星轨道,解算结果与德国地学中心发布的快速科学轨道进行对比分析,并通过卫星激光测距观测数据进行检核。结果表明,通过半合组合观测量定轨得到的结果,在径向R、切向T、法向N方向的均方根误差平均值分别为7.9cm、20.1cm和5.5cm,三维定轨精度平均为22.8cm,利用卫星激光测距数据进行检核,残差平均值为-1.8cm,均方根误差为8.6cm。证明了采用单频观测数据进行定轨的可行性,并且定轨精度可以达到一般低轨卫星定轨精度的要求。     

两种单频接收机的性能分析

1 前言A和B两种单频接收机均为世界著名GPS公司的产品,属一体化接收机。为了深入了解其性能,我们于1999年9月至2000年6月及2000年7月14日至25日,对这两种接收机在开祥GPS检验网上作了两期测试。主要内容有:抗电波干扰性能,抗密林遮挡性能,单点定位精度,5m～16.7km的静态     

一种能实现单频PPP-RTK的GNSS局域参考网数据处理算法

全球范围内大量布设的GNSS(Global Navigation Satellite System)参考网为精密定位、导航和授时等应用提供了丰富的数据资源.基于局域参考网,先后发展了若干侧重实现双频精密定位的技术,如NRTK(Network Real Time Kinematic),PPP(Precise Point Positioning)和PPP-RTK等.其中,PPP-RTK融合了NRTK和PPP的技术优势,是目前相关研究的热点.本文改进了利用局域参考网提取各类改正信息的算法,以便于实现单频PPP-RTK,具体步骤包括:1) 逐参考站实施非组合PPP,并固定已知站星距和卫星钟差,预估电离层延迟、浮点模糊度等参数;2)联合所有参考站的PPP模糊度预估值,通过重新参数化,形成一组双差整周模糊度和接收机、卫星相位偏差;3) 固定双差整周模糊度,精化求解卫星相位偏差和各参考站PPP电离层延迟.基于网解中用到的卫星轨道和钟差,以及网解所提供的卫星相位偏差和(内插的)电离层延迟,参考网内的单频流动站即可实施PPP-RTK.基于澳大利亚某连续运行参考站网和流动站的实测数据,考察了:1) 参考网数据处理中,双差模糊度的固定成功率(98.89%)和卫星相位偏差估值的时间稳定性(各连续弧段优于0.2周);2)流动站处电离层延迟的内插精度(优于10 cm);3)单天内任一历元起算,固定静态(动态)单频PPP整周模糊度所需时长(均不超过10 min);4) 模糊度固定前后,单频动态PPP的定位精度(模糊度固定后,平面和天顶RMS分别优于5 cm和10 cm;模糊度固定前,相应RMS仅为28~53 cm).     

顾及时间相关噪声的单频GPS精密单点定位

扩展Kalman滤波(EKF)常常被用于单频GPS精密单点定位。Kalman滤波的前提假设之一是观测噪声为白噪声,即时间不相关,这在实践中往往不能满足。因为单频GPS观测值中包含有很难被完全消除的电离层、对流层等大气折射误差,以及多路径影响误差。这些误差在时间上是相关的,严重地影响了滤波解的精度和收敛时间。这里提出一种顾及时间相关噪声的Kalman滤波,在移动窗口内,利用核估计预测时间相关噪声的系统部分,进而实时修正当前历元的观测值和观测向量的协方差矩阵。该方法还有一个明显的优点就是,在滤波过程中不需要对时间相关误差做任何假设。最后通过一个实测算例验证了该算法的适用性。     

PREDICTION OF THE GRAIN SIZE OF SUSPENDED SEDIMENT： IMPLICATIONS FOR CALCULATING SUSPENDED SEDIMENT CONCENTRATIONS USING SINGLE FREQUENCY ACOUSTIC BACKSCATTER

Collection of samples of suspended sediment transported by streams and rivers is difficult and expensive. Emerging technologies, such as acoustic backscatter, have promise to decrease costs and allow more thorough sampling of transported sediment in streams and rivers. Acoustic backscatter information may be used to calculate the concentration of suspended sand-sized sediment given the vertical distribution of sediment size. Therefore, procedures to accurately compute suspended sediment size distributions from easily obtained river data are badly needed. In this study, techniques to predict the size of suspended sand are examined and their application to measuring concentrations using acoustic backscatter data are explored. Three methods to predict the size of sediment in suspension using bed sediment, flow criteria, and a modified form of the Rouse equation yielded mean suspended sediment sizes that differed from means of measured data by 7 to 50 percent. When one sample near the bed was used as a reference, mean error was reduced to about 5 percent. These errors in size determination translate into errors of 7 to 156 percent in the prediction of sediment concentration using backscatter data from 1 MHz single frequency acoustics.