面向无人集群的通信定位一体化方法研究

针对无人集群协同作战通信/定位的集约化设计需求，提出了一种单载波频域均衡（SCFDE）与直接序列扩频（DSSS）技术有机结合的通信定位一体化波形。一方面，利用SCFDE中频域均衡易于克服频率选择性衰落且便于与DSSS结合的优势，使系统具有良好的适应复杂场景的通信能力；另一方面，利用恒包络零自相关导频序列的优良自相关和互相关特性，将其作为导频序列并计算与本地导频符号的循环移位相关，检测相关峰值即可实现整数符号周期信号到达时间估计。同时，结合用于信道估计的导频序列，构建差分延时相关模型，有效解决了小数采样周期信号到达时间估计问题，实现了高精度的信号到达时间估计。     

高动态卫星接收机定位高程超差问题分析

针对弹上卫星接收机在高动态环境中出现的定位高程超差问题,通过对接收机接收的卫星数据进行分析,并根据分析得到的初步定位结果而进行的一系列的试验验证,最终对该问题进行了准确定位,提出了相应的解决措施。     

基于原始观测值的UWB增强GNSS精密单点定位方法研究

全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)可提供全球范围内全天候高精度导航、定位和授时服务。以精密单点定位(precise point positioning,PPP)为代表的绝对定位技术凭借定位精度高且全球一致、作业范围灵活等优势受到广泛关注,但是较长的收敛时间,限制了其在实时、快速精密定位应用中的使用。为解决上述问题,提出了超宽带(ultra-wideband,UWB)增强PPP方法,在多星座PPP中紧密集成UWB测距信息,以提高GNSS PPP性能。实验结果表明,在动态场景下,融合UWB量测使GPS/GAL双系统PPP在东、北、天3个方向的位置均方根(root mean square,RMS)值分别减少了76.99%、21.46%、64.53%,GPS/GAL/BDS三系统PPP减少了69.69%、37.21%、61.32%,并且收敛时间分别加快62.78%和57.75%。关于锚点数(几何构型)的评估表明,仅利用4个锚点就能将双系统和三系统3D误差RMS值减少67.98%、59.35%,收敛时间加快76.14%、62.68%,达到成本和性能综合最优的增强效果。     

基于TOF的UWB可移动基站快速自定位算法

针对运动场中超宽带(UWB)可移动基站的位置获取需要人工测量、定位不方便的问题,提出了基于飞行时间(TOF)的UWB可移动基站快速自定位方法.首先根据基站布局情况确定局部坐标系,建立基于UWB基站间相互测距信息的各基站坐标方程,采用最小二乘法对各基站的坐标进行解算,进而分析其定位误差.最后通过实验验证了算法的可行性和稳定性.实验结果表明,可移动基站平均定位精度在0.05m以内.相对于传统的人工测量方式,基站自定位可有效节省基站布设时间,减少工作量.     

改进的Chan-粒子滤波算法超宽带室内三维定位

针对超宽带室内定位时容易受到非视距误差的影响，导致定位精度大大下降，甚至无法准确定位的问题，提出了一种融合粒子滤波的改进Chan定位新方法。首先，在Chan定位方法中引入模拟退火算法，对到达时间差（TDOA）算法的测量值进行优化，获得初步定位的最优解；然后，采用粒子滤波对测量值进行再次优化，粒子重采样后得到的中心位置即为目标节点的精确位置。仿真和实验结果均表明，该算法能有效提高在非视距环境下超宽带室内定位的精度，较好地消除非视距误差的干扰。     

多系统混频非差非组合精密单点定位方法研究

多系统多频精密单点定位(PPP)因具有增加观测冗余信息、提高系统性能可靠性和提升导航性能指标等优势而被广泛研究.非差非组合PPP模型直接使用原始伪距和载波相位观测值,不做任何线性组合,适合多系统多频率的PPP数据解算.目前,各个系统虽已提供3个或更多频率,但除北斗系统外,其余系统无法保证全星座都提供三频信号,使得多系统多频PPP的性能分析多采用多系统双频或单系统三频模型,没有充分利用多系统多频的观测信息.因此,采用多系统混频模型进行非差非组合PPP,该模型的具体表述为北斗三频+GPS双频+GLONASS双频PPP模型,充分利用可用的观测信息,提升了冗余度.利用CUT0、JFNG、NNOR、SIN1这4个测站的观测数据以及MGEX的精密轨道和钟差产品进行仿真实验,实验结果表明,多系统混频非差非组合PPP相较多系统双频非差非组合PPP的平均静态解RMS在东向提高了9.6％,北向相当,天向提高了11％;平均动态解RMS在东向提高了7.3％,北向相当,天向提高了5.7％.     

通信导航融合定位技术发展综述

详细分析了蓝牙、Wi-Fi、超宽带、移动通信网络等多种无线网络通信导航融合定位技术的发展现状，并阐述了其面临的挑战，提出了多网融合方法可以提升室内无缝高精度位置服务的可靠性。利用5G移动通信网络，与北斗/GNSS卫星导航系统结合，可以实现相互增强。最后，从天地一体定位导航与授时体系和仿生通信定位导航两方面介绍了通信导航融合定位技术的未来发展趋势。     

北斗/GPS双频载波相位单点定位模型及精度分析

针对海洋工程实时米级绝对定位需求,利用双频伪距、载波相位观测量和同时估计接收机位置、接收机钟差和载波相位模糊度,构建了一种双频载波相位实时单点定位方法.亚太区域14个测站试验结果显示:北斗水平和高程定位RMS分别为1.33m和1.81m,GPS为0.60m和0.85m,北斗/GPS组合为0.56m和0.72m;船载动态试验结果显示:北斗水平和高程定位RMS分别为1.40m 和2.46m,GPS为0.69m 和0.90m,北斗/GPS组合为0.65m和0.83m.     

一种改进的模糊度子集选取方法及其性能评估

模糊度固定（ambiguity resolution, AR）能在一定程度上加快精密单点定位收敛并提高定位精度。但是模糊度固定率和计算效率会随模糊度数量的增加而降低，因此部分模糊度固定（partial ambiguity resolution, PAR）备受关注。PAR技术的关键在于模糊度子集选取，提出了一种改进的模糊度子集选取法，将高度角、信噪比以及模糊度方差联合作为模糊度子集选取的指标。实验结果表明：静态模式下，相比于全模糊度固定（full ambiguity resolution, FAR）和基于高度角的PAR方法，该方法的固定率分别提升9.65%和2.56%，首次固定时间分别缩短6.86%和3.43%，收敛时间分别缩短15.57%和5.13%，当三种方法固定率大致相同时，定位精度分别提升4.74%和5.39%；动态模式下，该方法的固定率分别提升22.75%和0.92%，首次固定时间分别缩短12.44%和0.44%，当三种方法固定率大致相同时，定位精度分别提升3.50%和4.89%。总体而言，无论是在静态还是动态模式下，该方法相比于FAR和基于高度角的PAR方法，性能均有所提升。     

车载惯性定位标定的理论推导及误差分析

为了解决车载惯性定位系统误差常用的起点纬度标定计算法在安装偏差角90°附近时误差较大已不适用的问题，以及充实车载惯性定位系统标定计算的理论，首先进行了车载惯性定位系统误差标定计算的推导，证明了误差的可标定性。借鉴等角航线反解理论，得到车载惯性定位系统标定理论依据。参考中分纬度理论，推导出使用平均纬度进行简化计算的航程及航向角误差公式，将其引入惯性定位系统标定计算，提出了一种使用平均纬度代替起点纬度进行标定计算的方法，并对两种标定计算方法的误差进行了公式推导及仿真分析。仿真结果表明，使用平均纬度进行标定计算的误差明显小于使用起点纬度，在安装偏差角较大时，使用平均纬度进行标定计算可使标定计算误差降低90%。证明了提出的标定计算方法在南北纬55°、行程不超过90km时可用，高纬度、更长行程下可参照文中公式进行误差估计。