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。     

基于GPS跟踪技术的TDRS星测轨

本文评述了利用ＧＰＳ和ＧＰＳ有关技术ＴＤＲＳ星轨道的二种不同方法。第一种ＴＤＲＳ昨下装ＧＰＳ接收机，直接测得到ＧＰＳ卫星的距离，以此确定ＴＤＲＳ星历，不需要地面测控网；第二种ＴＤＲＳ星发一适当的信标信号，地面多台接收机同时跟踪ＧＰＳ和ＴＤＲＳ卫星。     

利用GPS进行姿态估计的一种算法

首先建立了全球定位系统（ＧＰＳ）姿态确定的观测方程;然后给出了利用ＧＰＳ进行飞行器姿态估计的模型,并对该模型进行了线性处理;最后利用攻推广卡尔曼滤波技术,针对某飞行器进行了仿真计算。计算结果表明,对于不同的测量噪声和系统噪声,滤波器都有较好的估计,姿态估计的精度明显高于单纯ＧＰＳ姿态确定的精度,可以满足大多数飞行器对姿态确定的要求,证实了模型和算法可用性。     

GPS载波相位测量在高动态飞行器姿态确定中的应用

利用ＧＰＳ载波相位测量值确定高动态飞行器的姿态，由于受处理速度限制，一般难以实百完成，为此本文提出了利用空间几何约束原理来实现高动态飞行器的姿态快速测定，并进行了大量的仿真计算。     

瞬时GPS姿态确定

本文介绍了瞬时ＧＰＳ姿态确定方法，即只用单时刻测量值解ＧＰＳ积分多普勒波长的模糊度。     

C／A码差分GPS着陆系统用于I类着陆的试飞评估

所完成的飞行试验是为了评估Ｃ／Ａ码差分ＧＰＳ在Ｉ类条件下，提供精密进近操作的能力。机载ＤＧＰＳ接收设备，具有预置ＤＧＰＳ下滑着陆航道，计算航线偏差，并将偏差信息转换成驱动机载显示仪表信号的能力，地面配有相同的ＤＧＰＳ接收机和用于传送ＤＧＰＳ差分信号和ＶＨＦ发信机，在地面，以无线电经纬仪或激光跟踪器为基准，分析８２个手动操作的进近飞行数据，其结果表明，用窄相关ＧＰＳ接收机时，系统的垂直精度满足Ｉ类要     

GPS在多航天器相对导航和姿态确定中的应用

研究了ＧＰＳ在一类没有结构和力约束,但存在运动约束的多航天器系统中的应用。首先分析了ＧＰＳ在该系统中应用的模式和方案。重点研究了相对ＧＰＳ（ＲＧＰＳ）导航和ＧＰＳ姿态确定的方法和算法。然后提出了ＧＰＳ在该系统中应用的总体结构和功能结构。最后对ＧＰＳ在该系统中应用的选星、滤波器设计、误差消除等问题进行了讨论。研究结果有助于ＧＰＳ在多航天器系统中应用的标准化。     

组合DOPPLER／GPS导航系统的研究

本文阐述了将ＤＮＳ和ＧＰＳ接收机组合的必要性和方法。组合系统可克服ＤＮＳ和ＧＰＳ的缺点，并使之相互取长补短。本文对系统中卡尔曼滤波器的状态方程和观测方程进行了推导。     

使商用GPS接收机达到空间质量

GPS技术可以获得高于以往的导航精度,其商业和军事应用快速增长,但GPS的空间应用刚开始出现。GPS技术空间应用的第一步是使GPS接收机具备空间质量,并且能以有竞争力的价格买到。Barnes工程部与Ashtech公司合作,将使现有的Ashtech商用GPS接收机改造得具备空间质量。该机性能超过大多数现有的GPS接收机,不仅导航精度高,而且能测量姿态。 以商用GPS接收机设计方案为基础,对其进行改造使之具备空间质量,相对于从头开始有许多好处。达到空间质量的工艺包括辐射屏蔽、散热分析和承受严酷空间环境能力的测试。本文中,我们将说明改造商用设计方案达到空间质量的好处及达到空间质量所涉及的内容,还讨论星载GPS接收机的总体性能要求。     

CPS完善性监测研究

ＲＴＣＡＳＣ－１５９完善性工作小组提出实现ＧＰＳ完善性监测的技术可以分成两类：一类为内部法，如处理接收机内部的冗余信息或来自其它传感器的辅助信息；另一类为外部法，如ＧＩＣ或ＤＧＰＳ。本文将主要讨论内部方法中ＧＰＳ／ＩＮＳ组合系统、ＡＲＰ方法及ＧＰＳ／气压高度表组合在我国ＧＰＳ完善性监测中的应用     

GPS完善性监测研究

ＲＴＣＡＳＣ－１５９完善性工作小组提出了实现ＧＰＳ完善性监测的技术可以分成两类：一类为内部法，如处理接收机内部的冗余信息或来自其它传感器的辅助信息；另一类为外部法，如ＧＩＣ或ＤＧＰＳ。本文将主要讨论内部方法中ＧＰＳ／ＩＮＳ组合系统，ＡＲＰ方法及ＧＰＳ／气压高芳表组合在我国ＧＰＳ完善性监测中的应用。     

差分GPS用作高性能飞机试飞中的时间,空间和位置信息源

由于差分ＧＰＳ（ＤＧＰＳ）测得的位置、速度真实数据与已经建立的地面时间、空间、位置信息（ＴＳＰＩ）源没有广泛地进行比较，所有飞行试验工程师无法证实ＤＧＰＳ能提高空域使用的灵活性和降低测量成本的优点，而且也依据同类飞行试验大纲得到的足够数据来确定它们的适用性。在Ｆ－１１１电子系统改型试飞期间，几个飞行架次同时用ＤＧＰＳ和摄影经纬仪来记录ＴＳＰＩ值。本文将代表高性能飞机飞行试验的机动飞行中的ＤＧＰＳ位     

GLONASS的评述和发展

导航星全球定位系统不是仅供城市中应用,尽管目前所发射的卫星数目还不够,但在民用独立定位精度方面,俄罗斯的ＧＬＯＮＡＳＳ明显要优于目前加有ＳＡ的ＧＰＳ定位精度,在本文中,我们将简要评述ＧＬＯＮＡＳＳ的技术特性,并同ＧＰＳ进行比较和对照,我们还将评估ＧＬＯＮＡＳ目前的发展和性能,并且简要描述ＧＬＯＮＡＳＳ和综合ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ兼容接收机。     

气压高度表辅助下GPS接收机自备完善性监测可用性研究

 对我国范围内飞机非精密进场及终端航行时全球定位导航系统（ＧＰＳ）接收机自备完善性监测（ＲＡＩＭ）的可用性进行了研究，分析了气压高度表辅助和故障偏置大小对ＧＰＳＲＡＩＭ可用性的影响。结果表明：气压高度表与ＧＰＳ组合是提高ＲＡＩＭ可用性的有效措施；过大或过小的偏置误差将产生较小的漏警概率，而中等大小的故障偏置则产生较大的漏警概率     

组合GPS和GLONASS在民航中应用的研究

研究了ＧＰＳ和ＧＬＯＮＡＳＳ在民用航空中的应用前景。分析了组合ＧＰＳ和ＧＬＯＮＡＳＳ所具备的可用性、精确性和完整性潜力。组合ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ在我国民航中具有重要的技术与战略意义。提出了一种集成１２通道ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ接收机的结构与实现。射频前端部分采用３级变频将ＧＰＳ和ＧＬＯＮＡＳＳ信号变至中频并采样为同相与正交样本。数字处理部分对各样本加以积累与处理,解调卫星的导航电文。在导航解算中结合了ＷＧＳ－８４和ＰＺ－９０坐标系之间的转换。     

瞬时GPS测姿试验:解周期模糊度

作为美国海岸警卫队及美国陆军支持的6年研究的成果,Adroit系统公司(ASI)开发出了基于GPS的姿态确定技术。对该技术进行了测试和验证,并已用于具有多种用途的多个系统上。这些系统中的一种设备就是通用导航仪表,目前已可提供海用商业设备。其它应用包括通用导航、水文绘测、浮标定位,瞄准及用于天线瞄准的通信卫星定位。 GPS姿态确定由载波相位干涉测量来完成。从几个天线取出来自至少两颗卫星的相位测量值,并进行比较计算出姿态。GPS姿态确定的关键问题是周模糊,即一对GPS天线之间能嵌入的未知整载波周期数目。解该模糊的常用方法需要多个时刻的观测值。当卫星和/或天线运动时,比较时间上先后获得的测量值,逐渐消除候选解,找到正确的解。该方法存在的问题是,需要一段时间的相关相位测量值才能找到正确的解。这意味着接收机开机后以及信号中断或周滑动后恢复工作(除了接收机重新锁定相位所需的初始化和恢复时间之外)之后,系统需要一段很长的初始化时间。 AS姿态确定的新方法利用单时刻的冗余测量值来获得瞬时姿态解,而不需要初始化或恢复时间。对于接收机可提供相位测量值的每个时刻,大体上都可以计算姿态解并解周模糊,而不依步前时刻的测量值。因此,信号中断及周滑动后系统可立即恢复,接收机一打开刚提     

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，使得惯性测量设备的价格下降１０７，０００美元左右。测地和导航研究所购买了这种ＩＭＵ，即ＳｙｓｔｒｏｎＤｏｎｎｅｒｓ公司的ＭｏｔｉｏｎＰａｋ＾ＴＭ，用来开发ＧＰＳ／ＩＮＳ综合姿态确定系统。     

GPS多径误差特性与抗多径方法

在近距差分ＧＰＳ等高精度定位中，多径干扰已变成了主要误差差源。本文在分析多径干扰源分析的基础上，考虑了天线的多径抑制效应，建立了ＧＰＳ接收机的伪码跟踪与载波同步复合环的等铲数学模型，并分析了多径参数伪以测量 的误差特性，综合了ＧＰＳ抗多径干扰的各种定位方法。     

卫星导航系统中的RAIM技术

】全球定位系统（ＧＰＳ）已经达到初始运行能力，其完好性还不能满足全部飞行阶段的要求。接收机自主完好性监控（ＲＡＩＭ）为ＧＰＳ的航空用户提供了完好性监控手段。文中集中讨论了实现ＲＡＩＭ的几种检测和判定方法，并对ＲＡＩＭ技术及其潜能进行评估     

组合系统接收机自备完善性监测和导航性能研究

本文根据ＡＲＰ准则研究了不同数量卫星发生硬故障、飞机非精密进场或终端航行时，ＧＰＳ／气压高度表组合系统和ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ／气压高度表组合系统接收机自备完善性监测（ＲＡＩＭ）和导航解的可用性。结果表明：ＧＰＳ／气压高度表组合时，ＲＡＩＭ性能不能满足ＴＳＯ－Ｃ－１２９的规定；而ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ／气压高度表组合系统可作为辅助导航系统用于飞机非精密进场或终端航行。这两种组合系统都有较好的导航性能