利用GPS提高测量船的测位和测姿精度

测量船是海上活动观测站,船上配有精密跟踪测量雷达和光学经纬仪等测控设备。要精确观测空间飞行器的运动轨迹或弹道,就必须精确测定船体的位置、速度、姿态和航向。我国早期测量船上的导航系统使用局限性很大,而且相当落后,已经不能满足当代海上作业的精度要求,急需更新。 目前,美国GPS已全面投入运行,利用该系统测定测量船的位置和姿态,不仅精度高,实时性强,而且操作简便,设各成本低。借助差分导航、组合导航等技术还可以进一步提高其定位测姿精度。不久的将来,俄罗斯的Glonass也将投入运行,且工作性能与GPS基本一样,可作为GPS的补充导航能力。     

基于联邦卡尔曼滤波的测量船导航信息处理方法

为了提高航天测量船导航系统提供的位置、姿态及速度的精度,以满足飞行器测控的特殊要求,从信息融合的角度进行分析,针对多传感器信息融合技术在工程中的应用作进一步探讨,提出了基于信息融合技术的组合导航方案,构造了INS／CNS／GPS／DVL组合导航系统滤波体系结构,构建了误差模型,阐述了融合算法。仿真及实测数据证明,设计的联邦滤波器可以充分利用各种冗余信息,提高导航的数据精度。     

用于航天器的GPS姿态和轨道确定技术

GPS接收机的进展已可用于空间导航和姿态确定。正在研制的GPS Ten-sor~(TM)将作为空间固态GPS姿态和轨道确定接收机,并将进行质量合格检验。该设备将为航天器制导及控制提供导航位置、速度、姿态、姿态角速率和时间的13个输出状态。     

姿态型GPS鉴定自动定向仪的方法研究

自动定向仪是飞机常备的导航设备之一。本文阐述了姿态型GPS在自动定向仪飞行试验中应用的有关问题，介绍了利用姿态型GPS鉴定自动定向仪方位精度和作用距离的方法。     

加州差分修正公司准备在全球开展差分修正业务

美国加里福尼亚州的“差分修正”公司打算很快建立一个全球性地基接收机网,以便为用户提供极精确的导航和定位信息。已在8个美国城市投入运行的系统,通过调频无线电台向用户发送信号。利用这些信号来修正用GPS卫星直接确定的位置数据。以往,只有美国军方才能接收GPS卫星发送的高精度信号。军方将高精度信号加密,防止敌方利用该信号精确引导导弹打击目标。卖给民间用户的GPS接收机只能接收低精度信     

低成本GPS/INS综合姿态测位系统

廉价固态惯性传感器技术取得很大进展,使得惯性测量设备(IMU)的价格下降到10,000美元左右。测地和导航研究所(IfEN)购买了这种IMU,即SystronDonners公司的MotionPak~(TM),用来开发GPS/INS综合姿态确定系统。至于综合系统中的GPS接收机,IfEN选用了天宝公司的先进导航传感器(TANS)Vector接收系统,这是一个多天线测姿测位系统。 IfEN开发了实时导航软件,利用MotionPak陀螺仪和加速计的输出计算位置、速度和姿态。这些计算值与从TANS Vector得到的位置、速度和姿态信息在卡尔曼滤波器中综合处理。试验结果表明该系统可以达到0.1°的姿态确定精度(RMS)。本文介绍了这种低成本GPS/INS综合系统,包括GPS和INS硬件,数据获取和软件。     

全球定位系统在航天测控领域的可能应用

本文简要介绍了美国全球定位系的发展过程、基本组成及工作原理。由于该系统具有高精度的定位、测速及时间传递能力,它在航天测控领域中也有广泛的应用前景。例如为传统的测控网提供精确到厘米级的站址,毫微秒的全球时间同步能力;以厘米级的精度确定航天器的位置,以数分的精度测定航天器的姿态;用作靶场外测系统,以米级定位精度和每秒厘米级的测速精度近全程跟踪各种导弹;测定导弹在海上的落点,为无线电测量设备提供准确的电离层电子含量。这些应用不但精度高、使用简便,而且会使传统的弹、星、船测控网发生革命性变革。最后简单叙述了目前军民各部门广泛采用的提高基本GPS系统精度的一种技术—差分技术。     

一种基于GPS/磁强计/加速度计的组合导航/定姿方法

针对当前常用的导航、定姿方法存在的不足,提出了一种采用单天线GPS、磁强计和加速度计的组合导航、定姿方法.以常见的匀加速模型作为系统方程,以GPS输出的位置和速度作为观测量,设计了卡尔曼滤波器,获得更精确的载体速度、位置和加速度信息.在获得加速度估值之后,根据地磁场和载体比力在载体坐标系和导航坐标系的投影关系构造姿态矩...     

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     

空间用GPS测位测姿设备

劳拉航天系统公司和天宝导航公司将开发一种适于空间应用的全球定位系统姿态确定设备,该设备可取代目前用于姿态控制的一整套笨重传感器。这种称为GPS Tensor的新型低功率全固态设备有望减小卫星尺寸和重量并降低测姿设备的成本。 通常,卫星是利用一个太阳和地球敏感器及陀螺仪的组件来测定姿态的,而GPS Tensor     

海上移动测站精度估算方法研究

海上测量是在复杂的动态条件下进行的,测量船外测数据中融入了更多影响数据精度的因素,数据测量结果非常复杂。本文在系统分析测量船误差影响因素的基础上,建立了航天测量船外测数据精度估算模型,据此分析研究了影响测量船外测精度的主要误差因素,并针对主要误差源提出了进一步提高船载设备精度的途径。     

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。     

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。     

基于Newton迭代滚动时域估计的GPS/SINS紧组合导航技术

随着智能设备的普及，使用手机为汽车进行导航越来越普遍。目前，手机内置的惯性测量单元成本低廉、导航精度低，且常使用松组合，而应用GPS/SINS紧组合导航技术可提高导航的精度及可用性。通过将基于Newton迭代的梯度下降算法与滚动时域估计相结合，手机内置GPS与陀螺加速度计构成紧组合导航系统，可提高在复杂环境中的导航精度。传统Kalman滤波方法未能充分考虑到紧组合导航系统的非线性特性，而滚动时域估计通过参考多时刻导航信息，可更有效地排除非线性因素对系统的干扰，并通过实验验证了此方法。实验结果表明，相比采用扩展Kalman滤波，基于Newton迭代时域估计算法的紧组合导航系统的导航位置精度及速度精度均获得了较大提高。     

海上航天测控系统领域本体的构建研究

随着我国航天事业的高速发展，对海上测控系统提出了越来越高的要求。测量船执行任务时涉及飞行器、船载设备、测量船工况等任务要素。本文根据任务要素的主要层次关系及它们之间的约束关系，构建了海上航天测控系统领域本体TTC_Onto，其实现和应用可以有效地提高任务分析的灵活性和准确性。并给出了TTC_Onto的构建过程及其评价机制。     

基于最大似然识别法的船体姿态角的自适应实时预报

一、前言舰船在海洋中受风、海浪等外力的作用下产生运动,其姿态变化的运动我们称之为摇摆运动。船载测量设备因受摇摆运动的影响,捕获跟踪高速飞行目标要比陆上设备困难得多。为使船上各测量设备能很好地捕获并跟踪目标,需对船摇数据进行实时处理,并作出数字预报。根据多次海上试验结果证明,船摇对目标测量影响较大,因此船摇数据处理的好坏,对提高数字引导精度,稳定各测量设备都有重要影响。测量船船摇数据处理的目的就是实时地处理附有噪声的一组随机过程的船摇姿态测量数据,尽可能准确地获得船摇参数的速度和位置预报量,以便引导设备准确地捕获并跟踪目标,为设备提供准确的修正量和前馈量。我们     

GPS/惯性组合方式讨论与导航精度分析

 本文讨论GPS/惯性组合两种方式的优缺点。并以GPS伪距和伪距率与惯导组合为例,按GPS测量误差的不同,以及使用差分机等情况,仿真计算了机载使用的组合导航性能,进行了详细的精度分析。结果表明,这种组合的导航精度比GPS和惯导各自的导航精度高。在采用差分GPS机与惯导组合后,位置误差将进一步减少,使组合导航具有开辟例如飞机进场着陆等新的使用领域的可能性。     

快速定位定向系统设计及车载实验研究

定位定向系统是能为载体提供精确地理位置坐标、指北方向和姿态角的导航系统,通常用于舰船、飞机、车辆等功能平台,为平台上的设备提供准确的位置和姿态参考信息.本文针对车载平台机动性高的特点,设计能够实现运动中对准的快速定位定向系统,开展捷联惯导数字递推算法、航位推算、多源信息组合导航、动基座对准算法、系统免标定、误差补偿等算法和技术研究.最后,开展静态对准、静态导航和动态车载实验研究.实验结果表明,动态对准时间小于5min,对准姿态精度小于1mil,方位保持精度小于1mil/2h,横滚角、俯仰角保持精度小于0.5mil/2h,里程计/惯导组合水平定位精度小于0.15％D,卫星/惯导组合水平定位精度小于10m.     

地球同步卫星定位通信系统简介

一、背景无论是军用部门或是民用部门都迫切要求解决快速定位和通信问题。军用方面,如空中飞机、海上船只的导航;陆上部队、坦克、车辆、炮兵、步兵小分队甚至单兵的快速定位与就位;导弹武器和空间飞行器的导航定位等。民用方面,如水、陆、空交通管制;测绘部门、地质部门和资源部门的精确勘测定位;森林防火、紧急医疗服务和公共交通部门的迅速调度;警卫治安部门的快速反应等。美国国防部在三军计划联合办公室(JOP)主持下,正在研制与部署近实时、高精度、抗干扰性强的第二代国防导航卫星系统——全球定位系统(GPS),该系统也可以为民间用户提供低精度的定位服务。计划八十年代末正式投入实用,逐渐取代