基于网络的GPS时钟信号发布系统

从空管的实际应用出发,本次研究尝试以TCP Server/Client的模式进行GPS时钟信号的网络发布,通过这种方式实现多套系统灵活的时钟信号引接。     

"北斗"陆基增强系统岸台同步技术研究

导航信号同步技术是无线电导航系统的关键技术.本文介绍了"北斗"陆基增强系统的技术方案,对该系统导航信号同步技术进行了分析.利用"北斗"单向授时技术实现导航台时钟同步;采用CPLD器件设计同步脉冲提取电路及同步调整电路;利用直接频率合成技术产生高精度、高稳定度的扩频伪码时钟.实测数据分析表明,通过"北斗"授时可以保证陆基增强系统的导航台链具有较高的时钟同步精度.     

无线爆破控制系统设计

针对废旧高楼地拆除,设计了一个以IAP15W4K58S4为控制核心的无线爆破控制系统,该系统由3部分组成:一是PC机,用于观测系统的参数信息,发送命令控制系统的爆破时刻;二是主控板,此设备是由恒温晶振构成的独立时钟源系统,目的是为了给各个爆破点控制板提供精准时间;三为爆破点控制板,通过nRF24L01无线通信模块接收主控板的时钟信息,根据自适应控制算法不断修正自身的时间常数,以达到在误差允许范围内各个爆破点控制板与主控板时钟同步,这样各个爆破点控制板之间的时钟也是同步的。实验结果表明:使用普通晶振时钟同步的精度能够达到百微秒级。     

某型飞机GPS射频干扰原因分析及应对措施

近年来,GPS系统越来越多地运用于军用及民用飞机和舰船导航.与传统的地标、无线电罗盘、塔康等导航方式相比,GPS导航具有导航精度高、响应迅速、不受天气条件影响等特点,能够实现全天候、全疆域范围内米级别精度的导航与定位.由于GPS卫星信号采用CDMA制式,因此就存在着被射频干扰的可能.基于GPS射频干扰产生的原因和来源分析,探讨了飞机GPS干扰防护的基本方法以及对飞机系统影响,并为飞行和维修人员提供相关操作建议.     

基于轨迹欺骗的无人机GPS/INS 复合导航系统干扰技术

在分析GPS欺骗干扰原理基础上,结合无人机(Unmanned aerial vehicle,UAV)GPS/INS复合导航系统的控制特点,设计了无人机导航系统中状态估计量的创新检测规则。采用直接轨迹欺骗与轨迹融合两种方法,实现了对无人机导航系统的侵入控制,达到了利用GPS欺骗干扰实现对无人机飞行轨迹进行控制的目的。通过理论推导和仿真分析给出了两种控制模式下归一化新息平方(Normalized innovation squared,NIS),指出当采用轨迹融合的控制方法时,不仅可实现无人机的轨迹欺骗,而且不易被检测,为GPS对抗提供了有效的干扰手段。     

利用人工神经网络仿真GPS误差信号

GPS（Global positioning system）是一种在军事和民用方面广泛应用的定位系统。如何降低成本，提高精度是一个重要的课题。本文应用人工神经网络能够实现高度非线性的特点，在对地理位置已知点进行大量GSP实际测量的基础上，设计出一种BP网络，作为GPS误差信号模拟器。在给出时间和天气情况的条件下，该模型器能够输出GPS的实时误差，为应用系统中对GPS误差进行补偿提供依据。通过与实际测试数据相比较，证明这种方法具有较好的模拟效果。     

基于VxWorks的ADS．B接收系统软件设计与实现

简要介绍了ADS．B系统的原理,根据DO-260A的性能要求,建立了ADS—B接收系统的软件框架,并对系统软件进行模块划分,简要介绍了GPS任务、DMA任务和性能监视任务,详细介绍了航迹处理任务。采用软件工程的设计方法,设计了各模块的处理流程。在VxWorks嵌入式操作系统下,采用多任务的方式,实现了ADS—B接收机系统软件。     

基于渐消卡尔曼滤波器的定位系统设计

针对无人机捷联式惯性导航系统(Strap-down inertial navigation system,SINS)定位精度低、全球卫星定位系统(Global position system,GPS)定位的非自主性,建立了一种无人机SINS/GPS定位信息融合系统。采用渐消Kalman滤波技术,有效防止了SINS/GPS组合导航系统的滤波发散。采用自适应运算法则,从理论上证明了渐消卡尔曼滤波器的稳定性,得到了滤波器稳定要求的新的条件,与以往研究比较,条件更为宽泛。分别进行了SINS/GPS常规卡尔曼滤波仿真和渐消卡尔曼滤波仿真,结果表明:采用渐消卡尔曼滤波技术在工程实践上可以有效提高无人机的导航定位精度,并且易于工程实现。     

时间的形状

时间,总让人既焦虑又期待。时间的形状是不规则的,或者无形的。但也可以认为它是有形的,因为在现实中人们把时间表达为时钟。若是时钟没有了指针,时间的姿态会不会更自由。     

多波束勘测中航向姿态系统研究

由于风、水流等因素的影响，使得用多波束测得的水深及水下地形存在误差，为此需要进行船姿补偿。文中介绍了利用GPS进行姿态求解的方法，阐述了利用GPS姿态、位置以及速度作为观测量进行GPS／SINS全状态组合的原理。叙述了基于MEMS IMU的GPS／SINS组合系统的工程实现。实验结果表明，GPS／SINS全状态组合能够提供较高精度的船体航偏角、横摇角、纵摇角以及位置、速度信息，满足了多波束勘测中进行船姿补偿的要求。     

同步实时时钟系统研究

通过对嵌入式系统中定时的时间常数计算公式进行分析,发现定时器定时不准存在3个因素。通过选择STC15F2K60S2控制器可以解决第3个因素,通过设计由时钟源和被校钟的同步时钟系统可以避免第2个因素的影响。在介绍同步校时思想的基础上推导了校时算法,分析了校时脉冲延迟、冻结操作延迟以及修正时间常数的必要性。通过实验验证了校时算法的正确性,实现了3 min同步且校时误差在±10μs之内,达到了研究的目的。     

姿态确定组合系统中多天线GPS的工程实现

设计了一种具有高精度姿态确定性能,高输出率、低耗、快速初始化、通过数据合成而具备坚固性和冗余性的多天线GPS和微机械惯导组合的姿态确定系统。给出了实现该系统的数学方法。该系统在一段时间内没有GPS测量信息也能提供姿态以及其他的导航信息。试验结果表明在200Hz状态下姿态、位置、速度、加速度以及角速率可以达到0.08°/s、1.5m、0.1m/s、0.12m/s2和0.1°/s。     

城市多功能车辆导航监控系统

针对智能运输系统对车辆导航定位和综合信息采集的要求,提出了一种集成高精度车辆导航系统和车载"黑匣子"的多功能车辆导航监控系统.首先分析了该多功能系统的结构和原理,进而研究融合"蓝牙"路标辅助车辆定位的GPS/DR/MM/BB组合高精度导航定位方案和GPS/DR最优卡尔曼滤波组合算法.大量的实际跑车试验结果表明该系统方案是可行的.它不仅能够进行高精度的导航定位,同时有效地实现了"黑匣子"行驶记录功能.     

GPS伪卫星组合定位方法及在变形监测中的应用

针对GPS在城市高楼密集区、深山峡谷等区域所跟踪的可见星数目少且分布不佳导致定位精度下降,以及GPS系统本身在垂直方向定位精度较差的问题,提出GPS伪卫星组合定位新方法,利用伪卫星增强GPS技术提高定位精度。建立了GPS和伪卫星组合定位的观测模型,分析了伪卫星多路径效应的特点,给出了减弱伪卫星多路径误差的有效方法。对某大坝坝区的实测数据进行处理的结果表明,文中所提出的方法能有效地减弱伪卫星多路径效应产生的误差,GPS和伪卫星组合定位方法提高了系统的定位精度,特别是垂直方向的精度。     

基于DSP高精度时钟同步系统设计

在实际应用的电子设备中,如果处在不与外界互联网通信的情况下,其计量时间的方式是以设备中的晶振若干个周期作为时基来计量的。由于晶振受温度、湿度、电磁干扰、机械振动与冲击、电源波动等因素的影响,标称值与实际值就会存在不吻合的现象,从而导致运行一段时间后不同的时钟模块走时的不一致。针对这一问题,作者提出了对应的自适应同步控制算法,并完成了时钟同步系统的设计。该系统由一个主时钟模块和多个被校钟模块构成,控制芯片都是采用DSP微处理器C2000系列中的TMS320F28335。各时钟模块都采用了恒温晶振,为了方便做对比,多个被校钟模块选用了不同参数的恒温晶振。主时钟模块与多个被校时钟模块之间的同步信号采用光耦传输,一分钟同步一次。系统完成的实际测试结果表明系统运行到稳态时主时钟和被校时钟之间的时间误差都可以精确到±2.5μs以内。     

基于SINS/GPS/CNS的机载综合导航系统故障诊断方法研究

传感器是导航系统中的重要部件,传感器故障容错性的分散化滤波,对提高系统的可靠性具有重要意义.以SINS/GPS/CNS组成的组合导航系统为研究对象,采用联邦滤波和方差交叉滤波相结合的方法,实现了对传感器故障具有容错性的分散化滤波,对导航系统的精度和容错性进行分析.仿真结果表明,将分散化滤波方法用于多个传感器组成的组合导航系统,不但具有精度高的特点,而且由于具有信息的冗余,整个系统具有较好的容错能力,可以提供更加完善、精确地反映运载体运动的导航信息.     

用于弹道导弹的GPS/SST/SINS组合导航滤波算法实现

针对目前国内弹道导弹导航系统单一的情况,文中提出一种滤波算法.该算法将捷联星光跟踪仪(Strapdown star tracker, SST)的姿态信息、高速GPS的位置、速度信息与捷联惯导进行组合滤波,全面提高了导航的姿态、速度和位置精度.最后以该算法为核心,设计并实现了用于弹道导弹的GPS/SST/SINS组合导航系统实时仿真平台.仿真结果表明,该滤波算法稳定可靠,系统精度达到国外同等水平.     

分布式卡尔曼滤波器在GPS/INS组合导航系统中的应用研究

本文研究了分布式卡尔曼滤波器在GPS/INS组合导航系统中的应用。给出了系统的结构框图和动态方程,设计一个分布式卡尔曼滤波器,并进行了计算机误差模拟分析。结果表明;采用分布式卡尔曼滤波器的组合系统可减少计算时间,且导航位置误差小于15m。     

基于Bancroft算法的GPS动态定位非线性滤波法

由于系统线性化时存在忽略项,扩展卡尔曼滤波成为一种次优的梯度下降算法.当滤波方程病态时,求解存在发散倾向,且估计量为有偏的,而非最优估计.即使动态系统噪声为高斯噪声时,残差也不是高斯噪声.在伪距定位中,由于线性化后的伪距方程是局部解,这有可能丢失正确解值.针对GPS动态导航扩展卡尔曼滤波定位问题,基于美国Bancroft的全局性非线性"闭合式求解"最小二乘算法(Bancroft算法),本文提出一种闭合式GPS非线性代数解的卡尔曼滤波法(两步算法).该方法将GPS滤波问题中的空间与时间分离,较好地解决了非线性GPS动态定位求解问题,且获得稳定可靠的动态定位解.     

H∞滤波在GPS/INS组合导航系统中的应用研究

提出了 GPS/ INS位置、速度、姿态组合方法 ,并把线性时变离散系统的 H∞ 滤波应用于组合系统。由于 GPS存在多路径误差及 SA误差等原因 ,难以确定准确的噪声统计模型。H∞ 滤波对噪声的不确定具有鲁棒性 ,所以用于组合系统能取得高于 Kalm an滤波的效果。文中对基于Motion Pak惯性组件和三个 Jupiter GPS接收机组成的组合系统进行了实验研究。实验结果表明 ,H∞ 滤波取得了较好的效果 ,特别是位置精度有较大的提高