附加Doppler预报坐标约束的模糊度 动态解算新方法

利用GPS(Global Positioning System)相位观测进行动态定位的主要困难就是法方程不适定问题(秩亏或病态问题),导致模糊度浮动解及其协方差阵不准,以此构造的模糊度搜索范围比较大,使得模糊度的搜索非常困难.提出利用Doppler高精度测速预报近似坐标并对其附加约束,解决法方程求逆中的不适定问题,提高模糊度浮动解及其方差阵的准确性,缩小模糊度的搜索范围,提高模糊度搜索的成功率.结果表明,短基线情况,新方法在模糊度动态解算中取得了明显效果.      

无轨道动力学模型的增强型GPS实时星间相对定位方法

虽然基于卫星轨道动力学模型的增强型GPS实时星间相对定位可获得厘米级精度,但通常在一般条件下难以获取高精度轨道动力学模型.本文提出了一种无轨道动力学模型条件下的高精度实时相对定位方法,即利用GPS三差观测方程获得状态矢量的时间转移矩阵,采用自适应UKF(Unsented Kalman Filter,无迹卡尔曼滤波器)实时估计星间相对位置.仿真结果表明,相比传统的序贯点估计方法分米级的相对定位精度,新方法在星间距离小于5 km时,其相对定位精度可达厘米量级.     

一种基于非视距误差补偿的协同定位算法

非视距(NLOS)误差对超宽带(UWB)室内定位技术的定位精度有很大影响。针对此问题,根据NLOS环境下附加时延和由信道决定的均方根时延扩展的联合统计特性,估计NLOS误差的均值和方差,对定位算法测量值和系统测量误差协方差进行修正,并采用时变权重的粒子群算法与Chan算法相结合的协同定位算法进行定位计算,具有良好的全局搜索与局部搜索最优解的能力。仿真结果表明,在NLOS环境下,相比于单一算法,协同算法定位精度提高30%左右,在一定程度上抑制了NLOS误差的影响,满足室内定位的要求。     

网络RTK技术在跨海区域动态定位中的应用研究

结合海上高精度定位保障工程实践,描述长基线网络差分定位技术应用的技术构成、应用模式,展示了海上高精度实时动态定位技术优势和应用前景,为海上高精度定位应用提供宝贵经验。     

应用iGMAS超快速星历的实时精密单点定位研究

中国主导建设的国际GNSS监测评估系统(iGMAS)相比国际上比较成熟的IGS系统在产品精度等方面存在差别,目前实时精密单点定位应用多采用IGS实时、近实时产品.为改变这一现状,针对iGMAS产品特性以及实时精密单点定位对超快速精密星历的需求,对iGMAS超快速星历的精度和稳定性方面进行评估,设计了iGMAS产品实时/...     

多星分布式无源相干定位方法

针对方向性辐射源信号主瓣波束窄测向定位精度不足的问题,提出多星分布式无源相干定位方法。首先,根据参考星接收到的主瓣强信号对辐射源位置进行粗定位,并根据粗定位信息对频移进行补偿;随后,将参考星信号分发至临近卫星,在粗定位范围内对相干星接收到的旁瓣弱信号进行互相关搜索,解算时差信息;然后,采用多星时差定位体制估计辐射源精确位置;最后对提出算法进行了Cramer-Rao下界分析,并通过仿真实验对算法进行验证。仿真结果表明,算法在弱信号信噪比(SNR在-40～0 dB)的情况下,定位误差能够快速逼近Cramer-Rao下界,并且能够有效提高辐射源的定位精度。     

基于角色切换策略的多无人机协同区域搜索

针对存在随机分布目标的区域快速搜索问题开展研究,考虑无人机有限通信能力和探测信息的实时回传需求,提出了一种基于角色切换策略的多无人机协同区域搜索方法。首先,考虑各无人机平台的历史搜索信息和协同搜索收益,基于概率传感器模型构建了多无人机协同区域搜索求解框架;其次,基于4项无人机节点重要性的评价指标,采用改进逼近理想解排序法（TOPSIS）完成无人机节点重要性评估,通过无人机角色动态切换实现了区域搜索过程中协同搜索收益与网络连通性的平衡;最后,考虑机间防撞、通信保持、无人机运动学等约束条件,利用分布式滚动时域优化方法完成各无人机在线运动规划,实现多无人机协同区域搜索。仿真结果表明了所提方法的可行性和有效性。      

一种基于切比雪夫插值的联想记忆系统

提出了一种基于切比雪夫插值的高阶联想记忆系统(TI-AMS),能提供对任意阶多变量多项式函数的无误差逼近.切比雪夫插值的近似于最优一致逼近的性质从理论上保证了对任意连续函数的全局逼近精度.特别在对一些不连续函数(如矩形脉冲函数)的逼近中也有其它AMS无法比拟的优势.理论分析和数值模拟表明,该系统具有计算简单、学习精度高、收敛速度快、总的存储单元空间较小等优点.可广泛应用于图像压缩、模式识别、及高精度实时智能控制等领域.      

自动车辆定位调度系统的研究

集群移动通信系统虽然具有话音通信调度能力但是缺乏用户定位导航能力,GPS(全球定位系统)虽然具有导航定位能力但是缺乏用户之间的通信能力.因此,如何将GPS与集群通信系统有机结合,取长补短,组成动态的自动车辆定位调度系统具有十分重要的意义.作者在研究Motolora智慧网的基础上,分析了实现自动车辆定位调度系统需要解决的几个技术难题:识辨和提取控制信令和话音信息,自动建立GPS数据链路以及信道负载平衡等,并给出了解决方案.实践结果已证明了这些方案是可行的.     

高动态GPS信号C/A码捕获方案及实现

为检测高动态GPS(Global Positioning System)信号,需要设计码环及载波环捕获与跟踪数字系统.尽量缩短盲捕时间,快速捕获到信号,是研制高动态GPS接收机技术的关键,而GPS信号C/A码的快速捕获是码跟踪和载波捕获与跟踪的基础.主要讨论了在高动态GPS信号C/A码捕获中,并行搜索法和串行搜索法的原理与实现,并结合GEC公司的十二通道相关器GP2021,给出基于DSP(数字信号处理器)技术用串行搜索法捕获高动态GPS信号C/A码的算法实现.     

基于方位多假设的单基线干涉仪定位方法

为了解决机载单站无源定位系统中一维单基线干涉仪测量相位差信息的模糊问题,改进仅利用相位差变化率定位方法,将模糊相位差作为有效的定位参数,提出一种基于方位多假设的单基线干涉仪定位方法。利用模糊相位差和相位差变化率初始化辐射源目标的可能距离方位信息,并通过高斯-扩展卡尔曼滤波（GS-EKF）算法解算辐射源目标位置。所提方法克服了仅利用相位差变化率定位受观测平台机动影响的缺陷,有效缩短了定位时间,同时不必考虑解相位模糊,定位性能均优于仅利用相位差或相位差变化率的定位方法,在实际工程运用中可以降低设备复杂度和成本。      

基于相位偏差的实时PPP模糊度固定

采用CNES发布的实时相位偏差数据，实现包含模糊度固定的实时精密单点定位.对全球10个IGS测站10天观测数据进行RTPPP解算，分别统计模糊度首次固定时间和定位精度，结果显示利用实时相位偏差数据能在平均30min内实现模糊度首次固定，模糊度固定时水平位置误差由6cm迅速降低至2cm左右，三维位置误差由10cm迅速降低至5cm左右，同时RTPPP模糊度固定在3h观测内可保持水平3cm、三维5cm左右的定位精度.通过分析得出，基于相位偏差的RTPPP模糊度固定技术具有较高的定位精度和定位稳定性，能够快速实现cm级定位.      

基于MLAMBDA的BDS/GPS单频RTK性能分析

GNSS RTK技术以其高精度、高效率、实时性的优点,被广泛应用于航空航天等领域.目前双频RTK技术已非常成熟并且应用较广.相比于双频,单频GNSS RTK在数据质量控制、定位误差处理等方面存在难点.因此单频RTK服务精度可能会受到限制,其定位性能有待研究.本文基于扩展卡尔曼滤波模型,通过MLAMBDA模糊度搜索方法和Ratio检验法,结合实测数据,对比分析BDS,GPS,BDS/GPS三种模式下的单频RTK定位性能.实验证明在静态场景下,三种模式的单频RTK定位精度都在厘米级,可满足高精度定位需求;动态场景下三种模式的模糊度固定率都在70%以上,可满足日常定位需求.在静态及动态应用场景下,北斗的模糊度固定率最高,模糊度解算所用时间短,能实现快速RTK定位.      

基于DSP＋LAMBDA算法的GPS实时定位技术研究

主要分析了GPS载波相位整周模糊度LAMBDA求解算法,通过数据模拟测试来验证该算法在DSP上的工作状况。仿真计算证明,在DSP上实现LAMBDA算法可以满足GPS实时动态定位的要求。     

The GFZ real-time GNSS precise positioning service system and its adaption for COMPASS

Motivated by the IGS real-time Pilot Project, GFZ has been developing its own real-time precise positioning service for various applications. An operational system at GFZ is now broadcasting real-time orbits, clocks, global ionospheric model, uncalibrated phase delays and regional atmospheric corrections for standard PPP, PPP with ambiguity fixing, single-frequency PPP and regional augmented PPP. To avoid developing various algorithms for different applications, we proposed a uniform algorithm and implemented it into our real-time software. In the new processing scheme, we employed un-differenced raw observations with atmospheric delays as parameters, which are properly constrained by real-time derived global ionospheric model or regional atmospheric corrections and by the empirical characteristics of the atmospheric delay variation in time and space. The positioning performance in terms of convergence time and ambiguity fixing depends mainly on the quality of the received atmospheric information and the spatial and temporal constraints. The un-differenced raw observation model can not only integrate PPP and NRTK into a seamless positioning service, but also syncretize these two techniques into a unique model and algorithm. Furthermore, it is suitable for both dual-frequency and sing-frequency receivers. Based on the real-time data streams from IGS, EUREF and SAPOS reference networks, we can provide services of global precise point positioning (PPP) with 5–10 cm accuracy, PPP with ambiguity-fixing of 2–5 cm accuracy, PPP using single-frequency receiver with accuracy of better than 50 cm and PPP with regional augmentation for instantaneous ambiguity resolution of 1–3 cm accuracy. We adapted the system for current COMPASS to provide PPP service. COMPASS observations from a regional network of nine stations are used for precise orbit determination and clock estimation in simulated real-time mode, the orbit and clock products are applied for real-time precise point positioning. The simulated real-time PPP service confirms that real-time positioning services of accuracy at dm-level and even cm-level is achievable with COMPASS only.     

GPS/Galileo组合导航的模糊度搜索空间

为了组合导航的载波相位模糊度固定,将目前在GPS中常用的模糊度固定方法--最小二乘降相关平差（LAMBDA）法直接应用于GPS/Galileo组合模糊度固定,发现其搜索空间的确定方法并不能很好地适应GPS/Galileo组合中模糊度维数较高的情况。通过对常规LAMBDA搜索空间确定方法的分析比较,在传统方法的基础上提出了一种专门针对高维模糊度固定的搜索空间确定方法--修正法确定模糊度搜索空间。通过对修正法进行仿真试验,证明该方法能保证在GPS/Galileo组合定位模式下实际备选模糊度个数基本与预先设定的备选模糊度个数一致,进而能在不降低模糊度固定成功率的基础上有效提高LAMBDA模糊度固定的搜索效率,其性能优于传统的模糊度搜索空间确定方法。     

Performance analysis of PPP ambiguity resolution with UPD products estimated from different scales of reference station networks

Integer ambiguity fixing with uncalibrated phase delay (UPD) products can significantly shorten the initialization time and improve the accuracy of precise point positioning (PPP). Since the tracking arcs of satellites and the behavior of atmospheric biases can be very different for the reference networks with different scales, the qualities of corresponding UPD products may be also various. The purpose of this paper is to comparatively investigate the influence of different scales of reference station networks on UPD estimation and user ambiguity resolution. Three reference station networks with global, wide-area and local scales are used to compute the UPD products and analyze their impact on the PPP-AR. The time-to-first-fix, the unfix rate and the incorrect fix rate of PPP-AR are analyzed. Moreover, in order to further shorten the convergence time for obtaining precise positioning, a modified partial ambiguity resolution (PAR) and corresponding validation strategy are presented. In this PAR method, the ambiguity subset is determined by removing the ambiguity one by one in the order of ascending elevations. Besides, for static positioning mode, a coordinate validation strategy is employed to enhance the reliability of the fixed coordinate. The experiment results show that UPD products computed by smaller station network are more accurate and lead to a better coordinate solution; the PAR method used in this paper can shorten the convergence time and the coordinate validation strategy can improve the availability of high precision positioning.     

基于代价函数的组合导航系统地图匹配算法

研究了地图匹配技术在GPS(Global Positioning System)/DR(Dead Reckoning)组合导航系统中的应用,建立了GPS/DR/地图匹配组合导航系统模型,给出了一种基于代价函数和概率统计准则的地图匹配算法,通过合理地定义代价函数有效消除了存在于匹配路段挑选过程中的模糊性问题.对实际跑车数据的仿真处理结果表明,应用该算法可以为组合导航系统的定位精度带来明显的改善.     

可消除定位模糊的无源时差定位算法

消除无源时差定位系统中存在的定位模糊是一直倍受关注的问题.通过理论分析和仿真实验证明,4变量算法虽可以消除定位模糊但其定位精度不高,不适合工程应用.以传统时差定位方法为基础,提出了一种多个子系统融合的定位算法.由于该算法能够充分利用观测站提供的冗余测量信息,所以其定位精度高于4变量算法,而且还可以消除定位模糊.最后,通过仿真实验验证了该方法的可行性和有效性.     

Improvement of PPP-inferred tropospheric estimates by integer ambiguity resolution

Integer ambiguity resolution in Precise Point Positioning (PPP) can improve positioning accuracy and reduce convergence time. The decoupled clock model proposed by Collins (2008) has been used to facilitate integer ambiguity resolution in PPP, and research has been conducted to assess the model’s potential to improve positioning accuracy and reduce positioning convergence time. In particular, the biggest benefits have been identified for the positioning solutions within short observation periods such as one hour. However, there is little work reported about the model’s potential to improve the estimation of the tropospheric parameter within short observation periods. This paper investigates the effect of PPP ambiguity resolution on the accuracy of the tropospheric estimates within one hour.