基于UWB/SINS组合的行人导航研究

在特殊环境下全球定位系统(GPS)信号强度被严重削弱,此时基于GPS技术的导航设备将受到严重影响。针对不依赖GPS的行人导航定位需求,提出了一种基于微机电捷联惯导系统(SINS)与超宽带(UWB)定位系统相结合的行人导航方法。该系统由捷联惯导系统与超宽带定位系统组成,行人导航算法在传统的捷联算法的基础上引入了零速修正技术用于检测零速时刻,并使用阈值法剔除了超宽带错误信息,通过联邦Kalman滤波融合了零速、位置和航向信息,并对系统速度、位置、航向进行了校正。行人导航实验表明,该方法能够提升系统定位精度,并进一步加强系统的稳定性与可靠性。     

FANS航线和最短航线算法问题

一、引言采用陆基近程无线电导肮时，无方向信标台（NDB）、全向信标（VOR）、测距仪（DME）等都是对准或围绕着电台飞行，可以不管地球是方是圆，因为飞机位置只和电台位置相关。采用远程导航OMEGA定位系统有所不同，在其定位计算中要引入地球模型的球面计算。惯性导航是一种精密推测导航，卫星导航是星基无线电导航，按地理坐标绝对位置计算的定位解必须考虑地球的精密形体。特别是GPS精度达到数十米量级，远程导航对地球椭圆体的扁率影响应作适当考虑。区域导航规定其航线算法必须按大圆航线处理。新航行系统（FANS）开创了全球…     

差分GPS的原理和实现方法

GPS卫星无线电导航系统预计在1995年投入正式运行。GPS信号中的P码仅供美军和特别用户使用,C/A码则向全世界民用开放。C/A码受选择可用性(SA)影响,导航静度下降到一个适当水平。为提高GPS定位精度,各国都争相研究差分GPS(DGPS)。本文从GPS误差入手,主要就DGPS原理和实现方法进行讨论。     

一种基于频域控制的组合导航系统设计方法

随着科学技术的发展,可资利用的导航信息源越来越多,导航系统的种类也越来越多,其中典型的是惯性导航系统和GPS/北斗卫星导航系统这两种系统在性能上正好形成互补,所以采用该两种系统作为组合导航设计中的子系统是最佳方案。SINS能够输出多种导航信息,但导航结果随着时间发散,GPS/北斗导航系统能够提高较高精度的位置速度信息,但不能提供姿态信息,且在遮挡等情况下会出现丢帧现象。为了能够利用SINS和GPS/北斗导航系统两种导航测量结果,使得两者的测量数据互补,且提高导航系统的精度,本文提出了一种基于频域控制的组合导航系统设计方法。通过实验验证,这种方法不仅充分利用了SINS和GPS/北斗导航系统的信息,还增加了定位精度和可靠性,且能在丢帧情况下还能满足导航要求。     

基于新息正交性的Kalman滤波抗野值法在POS中的应用

 针对位置姿态系统（POS）应用中全球定位系统（GPS）野值会降低滤波精度和稳定性的问题,提出将基于新息正交性的Kalman滤波（KF）抗野值法应用于POS数据处理中。该方法首先通过判断KF新息过程的正交性是否丧失来判别GPS的位置和速度数据中是否出现野值,然后采用活化函数对含有野值的量测值进行加权限制,使修正后的新息过程能够保持正交性质,从而达到辨识并修正GPS野值的目的。车载试验结果表明,该方法能够有效辨识并抑制GPS野值对滤波精度和稳定性的不利影响,其在GPS野值点处的位置、速度精度比标准KF提高了1~2个数量级。     

GPS导航技术的新进展

美国的全球定位系统(GPS)导航卫星正在逐步现代化。GPS从美国空军的导航辅助设备开始,逐渐发展成军民两用的一种重要技术。GPS的精确位置与定时信息,已成为世界范围各种军民用、科研和商业活动的一种重要资源     

GPS定位技术在个人数字助理上实现技术的研究

GPS全球定位系统是全球性的卫星导航定位系统,可以提供实时的经纬度位置和时间等信息。本文叙述了利用GPS定位信息在个人数字助理上实现显示持有此个人数字助理人位置的技术。首先介绍了实现定位功能的个人数字助理的硬件配置和利用GPS接收板接收定位信息的方法;然后详细介绍了实现嵌入式地理信息系统用到的地理数据的组织,显示模块的设计和电子地图的分块处理;最后介绍了采用直线优化Dijkstra算法实现最短路径搜索。     

无线电辅助捷联惯性导航系统的设计及工程实现

为确保飞行器在没有GPS（全球定位系统）信号的情况下仍能保持高精度导航能力,在SINS（捷联惯性导航系统）/GPS/Altimeter（高度表）组合系统的基础上,设计了Radio（无线电）辅助SINS组合导航系统。该系统通过一定的组合算法将SINS与无线电信息有效组合,不仅可以满足系统精度的要求,而且工作可靠、输出信息平滑稳定。本文介绍了该系统的原理、设计方案、组成以及工程技术难点。飞行试验结果显示该系统能够满足设计精度要求,为系统在恶劣条件下的应用提供了一个有效的解决方案。     

卡尔曼滤波在弹道组合导航仿真中的应用

根据捷联惯性导航(INS)和GPS导航两个系统不同的特点,通过卡尔曼滤波方法实现了INS/GPS组合导航,以速度差和位置差作为卡尔曼滤波的量测量信息,建立了组合导航的简化滤波方程.在实际陀螺器件含有零偏的情况下,通过在角速度上引入定量的零位偏置来进行弹体模拟投放过程.将仿真导航结果和弹道参数比较,引入的陀螺偏置引起姿态角误差,而速度误差和位置误差比较小,导航计算参数误差在允许范围之内.     

GPS、MLS进近着陆性能比较

本文从着陆的定位精度，完善性，灵活性，可利用性比较了卫星导航全球定位系统（GPS）和微波着陆系统（MLS）在着陆性能上的差异，指出使用C／A码GPS目前还不满足精密进近着陆的要求，也不能完全取代MLS。GPS用于航路导航的技术日臻成熟，提高GPS用户设备精度，引导飞机精度密进近着陆，已成为GPS应用的热点和高技术。发展自己的卫星导航系统，GPS最终才有可能取代现有的陆基导航设备，完成通信，导航和监视系统（CNS）从陆基向星基的转移。     

自由飞行中分布式冲突探测及解脱规则

全球导航卫星系统（GNSS），特别是全球定位系统（GPS）的出现，使当前主要使用的地基导航设施的限制被去除。现在在美国上空的任何位置飞机的精确位置的获得已经非常简单（区域导航）。之后，航空公司和联邦航空局（FAA）提出了“自由飞行”的操作概念。在自由飞行的概念中，获得资格的航空器在获得空中交通服务部门许可的情况下可以根据保证安全、天气、直接操作的费用以及与其他航空器的协作来优化自己的飞行轨迹。为了全面贯彻这种概念，它的安全性还需要验证。     

信息融合技术在组合导航系统中的应用

提出了无线电近程导航系统(RSRN S)与IN S/GPS的综合过程,探讨了RSRN S和IN S/GPS综合应用过程中的信息融合技术问题。采用GPS伪距、伪距率以及无线电近程导航定位与IN S组合,建立了卡尔曼滤波方程,设计了飞行轨迹,对相关的信息融合技术进行了初步讨论,并给出了惯性元件精度较低时组合系统的仿真输出。这种组合导航方案可以充分利用各种导航传感器的信息,有效提高导航系统的精度。     

GPS导航处理和卡尔曼滤波

本文详述了GPS导航中伪距、Δ距离的产生和导航消息的解码,列出了导航方程,考虑了时钟和大气延迟的校正,并给出了GPS导航处理的卡尔曼滤波方法。     

三星定位原理研究

双星定位系统只需要两颗同步卫星便可以为用户提供定位服务,但却存在着用户位置易暴露和用户数量易饱和这两大缺陷。建议采用三颗同步导航卫星像GPS卫星那样向用户播发导航电文,用户接收机根据这些导航电文信息以及气压高度表信息,像GPS接收机那样解算用户位置,从而克服了双星定位的两大缺陷。仿真表明本定位原理行之有效。     

基于场景识别的惯性基类脑导航方法

针对无人机导航中惯性器件产生的漂移误差不断随时间累积进而影响导航精度的问题,以仿生类脑导航为研究背景,提出了一种新的导航方法。与传统导航策略不同的是,该方法从周期性校正累积位置误差的角度出发,采用设置位置细胞节点的思路,利用训练好的卷积神经网络模型在细胞节点处进行图像匹配,从而在位置细胞节点处实现惯导位置漂移误差校正。同时,建立节点之间的漂移误差模型,调整误差方程系数,以达到修正漂移误差的目的。最后,基于无人机飞行实验结果验证了该方法对自主导航的有效性和鲁棒性,该方法能够有效提高无人机导航的精度。     

ADS系统最小位置报告率研究

AnAnalysisoftheMinimalReportRateinADS一、简介自动相关监视（ADS）系统作为空中交通管制系统中的一种新的监视手段,受到各国普遍重视。自动相关监视（ADS）系统由空地数据链、导航数据源和先进的地面数据处理和显示系统组成。机载导航设备获得的信息佳少包括飞机识别和四维位置信息）,以适当的位置报告率通过地空数据链传送到地面,在自动相关监视终端上形成空中交通信息,为管制员提供伪雷达显示。ADS系统可以为飞行在雷达覆盖区以外,特别是海洋和荒漠空域的飞机提供监视手段;能够及时检测到航路点引入差错和ATC环路差错;…     

无人机空中对接中的视觉导航方法

无人机空中加油是一种能有效提升巡航里程及续航时长的技术手段,近距相对位置和姿态测量技术是其中需要解决的关键问题之一。针对该问题研究了无人机自主空中对接中的视觉导航方法,完成了近距对接的地面实验。首先,利用移动对接图标和无人机的GPS/INS信息进行无人机的粗略导航,完成会合;再充分利用视觉图标的颜色与形状信息,通过颜色分割选取目标可能区域,在这些区域中进行快速椭圆检测,针对椭圆检测算法存在误检测及边缘不重合的问题,提出了椭圆检测与轮廓检测相结合的方法,能够更准确地描述图标边缘;最后,利用改进的OI算法进行相对位姿的估计,实现近距的精确导航。实验结果表明,无人机在较高速度下的跟踪效果良好,采用的视觉导航方法能够满足空中对接中精度与实时性的要求。     

广域差分GPS（WADGPS）：未来的导航系统

一般差分GPS（DGPS）在距基准站100公里的范围内，定位精度通常为1-3m，广域差分GPS（WADGPS）在更广阔的区域内可以获得和DGPS一样的精度，但是可以减少基准站的数量并且大大提高系统的稳妥性。利用WADGPS的试验结果表明，使用6个监视站，最短基线长1632公里的情况下，龄期为10-20s的双频用户，定位精度可达到1.5-4m。     

基于UKF的GPS/SINS组合导航直接式滤波算法

基于无迹卡尔曼滤波(UKF)方法,使用姿态、速度、位置等9个导航参数组成状态向量,以GPS系统输出的速度、位置组成6维观测向量,构建直接式结构的UKF滤波器。该滤波器能够直接反映系统导航参数的动态过程,准确显示运动状态演变。针对GPS/SINS组合导航系统的特点,构建了GPS/SINS组合导航直接式卡尔曼滤波仿真验证系统,仿真结果验证了基于UKF的GPS/SINS组合导航直接式滤波算法的有效性,该直接式非线性滤波算法可使惯性组合导航系统的导航精度得到提高。     

GPS辅助下惯导动基座对准卡尔曼滤波模型设计

利用GPS定位信息得出INS导航参数偏差,建立了在基座运动条件下GPS辅助INS初始对准卡尔曼滤波模型,以实现INS快速运动中对准.仿真结果表明,该模型能够满足初始对准快速性和准确性的要求,是切实可行与有效的.