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在城市、峡谷等复杂环境下,卫星导航信号衰减严重,接收机导航定位性能变差,甚至不能工作,给国民生产生活带来诸多不便.提高接收机弱信号的跟踪能力,研究高性能的卫星导航接收机具有重要的意义和价值.在研究分析GPS、北斗D1导航电文的调制方式和相干积分方法的基础上,构建了一种改进直方图的位同步方法,该方法借鉴直方图的思想,通过设定比特跳变的统计门限上限和多组门限下限找到比特跳变边沿.在此基础上设计实现了一种长时间相干积分方法,该方法兼容GPS电文和北斗D1导航电文,可以有效地消除导航电文跳变或者NH码跳变带来的比特翻转.最后,在FPGA平台验证了该方法可以有效提高信号信噪比,以及接收机在弱信号环境下的跟踪能力. 相似文献
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《飞行器测控学报》1993,(4)
在很多应用场合,对大量扩频导航卫星连续跟踪将获益匪浅。当接收机跟踪多于定位所需最小卫星数目时,通过优选卫星几何可提高卫星导航精度。动态定位可利用冗余卫星来实现更迅速的整周期判决和跳周修正。陆地导航利用额外的卫星可克服建筑物、树林和地形造成的遮挡。比较多个星座的测量值能获得有关导航稳妥性的度量。跟踪大量卫星的好处已引起人们研制能同时处理美国GPS和苏联GLONASS信号的接收机的兴趣。已经推出了几种接收机设计方案,但所有这些接收机中处理GLONASS信号的硬件都是与处理GPS信号硬件分开的。本文介绍一种高度综合的GPS/GLONASS接收机,接收机中的每一卫星跟踪通道都能随意指定它接收任一个GPS或GLONASS卫星。该接收机有一个模拟射频/中频(RP/IF)前端,用一个固定频率的本振(LO)。定制的数字专用集成电路(ASIC)跟踪选定的GPS/GLONASS卫星,并提供相关测量值送软件处理。本文介绍的GPS/GLONASS接收机利用了数字信号处理技术和有限脉冲响应(FIR)滤波器的新成果。该综合接收机的模拟RF/IF前端大大地简化了,然而其性能可与使用相当复杂模拟RF/IF电路的接收机相比拟。GPS和GLONASS之间的跳频完全在数字域中进行,不必象早期设计方案中那样用昂贵的跳频本振。深入利用数字处理技术,GPS/GLONASS接收机可采用大规模集成电路,将多个通道集成在一个芯片上。这样可大大减小体积,节省成本,不久即可推出商用多通道GPS/GLONASS接收机。 相似文献
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卫星位置和速度的Lagrange插值算法分析 总被引:3,自引:0,他引:3
导航接收机中通常采用开普勒轨道参数法计算卫星的三维位置和速度.这种算法计算量较大,在资源有限的廉价用户机或要求高频度输出卫星位置和速度的高动态接收机中会使处理器资源非常紧张.采用Lagrange插值算法可以获得相同精度的卫星位置和速度,且大大降低计算量.利用GPS数据对不同插值区间长度和插值阶数的Lagrange插值法的计算精度和处理时延进行了定量分析.结果表明,Lagrange插值算法计算卫星位置和速度可以使处理时延降低十几倍,这在每个历元的导航解算需要同时计算多颗卫星位置和速度的接收机中具有重要意义. 相似文献
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本文介绍了GPS用于近地轨道确定和会合导航的性能研究结果。目前为陆地、海上和空中导航开发的一些技术正在扩展到空间环境。对两个近地航天器上的GPS接收机系统的实际工作情况进行了仿真研究,以此评价了GPS系统的相对和绝对导航精度。为该性能仿真研究提供一个逼真的基础,拟制了一些动力学和环境模型。仿真研究获得了两项重要结论:1)轨道上用一台GPS差分基准接收机给其附近另一些GPS接收机提供信息,可以将这些接收机的绝对定位精度提高到基准站所能达到的精度。2)从同4颗GPS卫星测得测量值的两台同型号接收机,其相对定位精度(1σ)每轴向可以达到1.8m(P码)和20m(C/A码)。相对速度误差每轴小于0.04m/s。当接收机拉开相当距离时,差分GPS和相对导航技术的精度下降不明显。 相似文献
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卫星接收机自主完好性监测是指根据用户接收机的多余观测值监测用户定位结果的完好性,其目的是在导航过程中检测出发生故障的卫星,并保障导航定位精度。针对卫星接收机自主完好性监测算法可用性不足的问题,结合机载实际导航系统配置,提出了一种基于气压高度表辅助的机载自主完好性监测算法。综合利用卫星导航系统及气压高度表观测信息,建立联合系统的观测模型,推导了基于多解分离的完好性监测及保护级别计算方法。仿真结果表明,相比于传统的接收机自主完好性监测算法,该算法在可见星为5颗时仍能识别故障卫星。该算法具有更好的故障检测能力及可用性,能有效提高卫星导航系统的完好性监测性能,从而保证卫星导航系统的精度和可靠性。 相似文献
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The concept of position determination using geostationary satellites as an alternative to the global positioning system (GPS) is studied. The advantage of a geostationary system is that only three, or at most four, satellites are required to cover the continental United States. A total of twelve satellites are sufficient for global coverage (excluding polar regions), or eight if only longitude and latitude, but not altitude, are measured. The system involves the determination of the range to either four geostationary satellites or, if the altitude is not measured, three geostationary satellites. The accuracy of the proposed systems are evaluated to obtain the rms error associated with position determination, and the concept for the implementation of measurements required by the systems is presented. The accuracy of the systems are adequate for civilian use in the continental United States; however, there is a degradation in accuracy as the location of the user approaches the equator. 相似文献
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三星无源定位的精度分析及定位算法 总被引:4,自引:0,他引:4
在三颗地球同步卫星加气压高度表的无源定位中,定义了气压高度表水平几何误差因子(HDOP)和伪距位置几何误差因子(PDOP),并给出了相应的数学表达式和分布图。提出了在卡尔曼滤波算法中增加多普勒频率作为观测量,同时选用衰减记忆法滤波,并给出了相应的算法。仿真结果表明:衰减记忆法滤波可以有效克服因Singer模型不准确引起的卡尔曼滤波发散;对于高中动态用户,增加多普勒频率后的衰减记忆卡尔曼滤波算法的定位精度要高于常规卡尔曼滤波法和迭代最小二乘法的定位精度。 相似文献
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根据非合作低轨卫星的特点,可以被动测量多颗卫星信号的来向,通过测向交叉的方式进行定位。但是通过星历解算出的卫星位置位于地心地固坐标系,用户测量的方位角和俯仰角基于站心坐标系。针对非合作低轨卫星测向交叉定位时目标用户角度信息与卫星位置基于不同坐标系的问题,提出了一种迭代最小二乘定位算法,通过迭代的方式不断收敛定位结果,能够在目标用户角度信息与卫星位置基于不同坐标系的情况下,解决非合作低轨卫星的测向交叉定位问题。仿真结果表明,基于迭代最小二乘定位算法能够实现非合作低轨卫星仅利用角度定位,并分析了测角精度、卫星轨道高度、参与定位卫星数与定位误差之间的关系。针对迭代的计算方法,分析了迭代过程中不同收敛条件下迭代次数与定位误差之间的关系。在保证定位精度的情况下,将迭代收敛范围设置为8~30 km,可以降低2~3次迭代次数。 相似文献
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Morikawa E. Miura R. Matsumoto Y. Kimura K. Arakaki Y. Ohmori S. Wakana H. 《IEEE transactions on aerospace and electronic systems》1995,31(2):784-794
We developed two types of hybrid terminals that can provide both satellite communication and position determination services in one system. One terminal uses the single channel per carrier (SCPC) technique and the other uses the spread spectrum (SS) technique. To evaluate the performance of the two systems, we carried out experiments in Japan and in the Pacific Ocean using two geostationary satellites, ETS-V (150°E) and Inmarsat (180°E). The ranging accuracy between the mobile terminals and the base station via the satellites was found to be about 200 m using the SCPC system and about 10 m using the SS system. The measured positioning accuracy was about 1 km in the SCPC system and about 600 m in the SS system when experiments were carried out near Japan. The experimental results show that the positioning errors were mainly caused by the orbital determination errors of the two satellites. Presented here are the configurations and features of the SCPC and SS terminals, the experimental system, and the experimental results 相似文献
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Quick position determination using 1 or 2 LEO satellites 总被引:1,自引:0,他引:1
We describe an approach for a medium accuracy position determination of a user terminal (UT) on the Earth surface, using one or two low Earth orbit (LEO) satellites. The positioning approach is intended to meet the requirements of a worldwide personal communications system using LEO satellites. The basic two requirements are: (1) immediate positioning, and (2) horizontal position accuracy of the order of 10 km. Those requirements stem from the need of the system to know the user's approximate location before it connects his call. The approach makes use of the two-way communication with the UT, which can receive, transmit, and make its own measurements. Delay and Doppler measurements are used in order to enable instantaneous positioning with one satellite, and in order to achieve unambiguous positioning with two satellites. A simplified Globalstar satellite constellation and the expected Globalstar delay and frequency measurement accuracy are used to demonstrate the concept and to evaluate its performances 相似文献
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双星导航系统的建立,为我国实现自主的卫星天基测控技术提供了可能。同时由于其全天候、全天时、相对定轨精度高等特点可望成为一种低、中轨卫星精密定轨的有效手段。但由于双星系统中静止卫星数目仅有两颗,要得到低、中轨卫星的三维定位信息,还需要额外的第三维观测量。本文根据双星系统的现状,结合国内对低、中轨卫星精密定轨的要求,提出了一种基于双星系统的卫星几何学精密定轨的方法,概述了其基本原理及其组成,给出了卫星定轨的方法和数学模型,同时根据数据仿真分析了该定轨系统的定轨精度,为下一步工程实现提供了理论基础。 相似文献
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A ranging and positioning system for a ship or an aircraft using two geostationary satellites is described. This system has a ranging and positioning accuracy of 100 m and 1 km. Experiments to estimate this system were performed using a ship in the Pacific Ocean in a normal and a differential modes. This system leads to the development of fundamental ranging and positioning techniques for the cooperated independent surveillance 相似文献
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A system for distributing a frequency reference, which involves the use of geostationary satellites and two-way microwave transmissions, seems capable of stabilities exceeding those of primary atomic standards. The principal sources of error are instabilities in oscillators in the system, imperfect geostationary orbits, additive noise, and radio propagation effects. Even extreme assumptions of propagation phase instability lead to very small errors. Thus the limitations on stability seem to be imposed by the hardware. 相似文献
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双星导航定位系统采用双星定位体制,其定位基本原理为三球交会测量原理,其中2颗量测量与用户到2颗卫星的距离有关,与用户高程有关的第3个量测量是决定系统定位精度的关键因素.为此,为了简化定位算法,文章根据地球椭球几何及大地纬度的相关知识,推导了与用户高程有关的第3个量测量的精确模型,进而建立了用户的定位算法.该算法具有简单... 相似文献