导航星全球定位系统

美国导航星全球定位系统(GPS)是一个以空间为基础的无线电导航系统。它将为地球上或近地空间装有适当设备的用户,提供高精度的三维位置座标(精度为10米)、速度和系统时间信息。 GPS在研制和试验阶段主要由美国空军负责。参加研制试验工作的单位还有陆军、海军、海军陆战队和国防部测绘局。此外,北大     

高动态GPS卫星信号模拟器导航电文生成

为了测试全球定位系统GPS(Global Positioning System)接收机的性能,应用GPS信号模拟器来模拟各种条件下真实的GPS信号.GPS卫星信号发生器由硬件、计算机和软件组成.软件主要由卫星导航参数计算模块、目标运动轨迹计算模块、误差计算模块等模块组成.导航电文产生功能模块是高动态GPS卫星信号模拟器要解决的一项关键技术.给出了3个卫星星钟改正参数的物理意义和星历产生模型,根据这些参数并结合相应的时间参数来形成卫星导航电文.通过程序仿真并与导航电文进行验证,证明推导出的星历产生模型基本符合GPS星的星座排列规律.     

用地面站修正GPS导航误差

GPS的民用用户正在设计一种地面站,它将用无线电广播来修正卫星信息的误差。例如,美国海岸警备队(救难和辑私)计划花1500万美元建立约50个无线电站,用它组成的网来修正导航误差。 GPS是美国空军经管的导航系统,用于为军方的舰船、飞机和车辆导航,其定位精度为25米。GPS系统也为民用导航服务,但其信号     

GPS 时间同步技术及其在航天领域的应用前景

导航星全球定位系统(简称 GPS)是一项全新的卫星导航定位的高技术工程,是全球可共享的技术资源。它具有全球覆盖、全天候工作、全天24小时连续而实时地为无限多个用户提供高精度七维(三维位置、三维速度和时间)信息的能力。实时定位精度可达10m 以内,事后处理的定位精度可达1m 左右。测速精度可达0.1—0.01m/s。时间传递和时间同步精度可达10—1ns(10~(-9)s).本文简要介绍了 GPS 的概况和国内外开发研究的动态。着重就 GPS 时间传递的原理、力法和误差做了较深入的分析和论证。报道了国内首次 GPS 共视法时间同步大型试验的情况和取得的结果。最后,作者专门论述了 GPS 技术在航天领域的应用前景。     

GPS共视法时间同步试验

在介绍接收GPS(导航星全球定位系统)时频信息,进行远距离时间同步的基本原理和方法之后,着重分析了国内首次 GPS 共视法时间同步实验的结果和搬运钟验证的结果。实验取得了上千公里两地钟 GPS 共视同步误差优于 13ns、单站单星连续测量15分钟不确定度小于15ns、搬运钟验证符合程度优于80ns 的好成绩。     

导航星全球定位系统(GPS)在计量测试中的应用

导航星全球定位系统(GPS)因其具有高精度及全球复盖的特点,同时其用户为无源的工作方式,使其成为一种新型的导航系统,但它是建立在精密测时基础上定位的,因而又很适于作高精密时间发布系统,使其将在计量测试特别是时间频率方面获得广泛的应用。本文主要介绍GPS系统在时间频率计量方面应用的基本原理及性能,同时将介绍美国主要的三个研究机构有关GPS应用研究的情况,文末将简介民用的前景。     

导航星全球定位系统的商业应用

一、导航星全球定位系统的概况导航星全球定位系统整个计划在1988年完成时,将有18颗卫星在圆轨道上组网运行,轨道周期12小时,高度约20000公里,到时整个星座可在全球范围内提供高精度、连续、三维的导航定位信息。目前该系统进入局部运行阶段,已有7颗卫星发射入轨,每天可在全球范围内提供三维导航定位信息,但不是连续的,而是每天只能提供1至4小时的信号。GPS 用户接收机是全部电子化的自动接收设备,但用户使用这些设备并不要求有     

本地标准时间频率的产生与保持

近年来，地方协调时UTC(BIRM)守时能力稳步提升，截至目前，UTC(BIRM)与UTC的相对频率偏差优于3E-14，时间偏差优于20ns。本文概括介绍了守时系统的组成，本地频率驾驭与主备同步技术，以及TA(BIRM)算法研究等。     

本地标准时间频率的产生与保持

近年来，地方协调时UTC(BIRM)守时能力稳步提升，截至目前，UTC(BIRM)与UTC的相对频率偏差优于3E-14，时间偏差优于20ns。本文概括介绍了守时系统的组成，本地频率驾驭与主备同步技术，以及TA(BIRM)算法研究等。     

基于GPS伪距的微小卫星定轨技术研究

高可靠、高精度、低成本的全自主导航是现代微小卫星定轨领域的发展方向,GPS以其在成本、精度、功耗等方面的独特优势,在低轨航天器上得到应用。论文采用GPS伪距作为观测量,在可见星较少的情况下仍可得到观测信息,较GPS直接输出提高了导航精度,并能进一步降低硬件成本。还引入了衰减记忆滤波算法,通过调节协方差矩阵,削弱了历史量测信息对当前数据融合的贡献,从而减小了轨道摄动对定轨精度的影响。仿真结果表明当导航星数目较少时,该算法仍可实现信息融合,且显著提高了定位精度。     

地外探测设备多传感器硬件时间同步方法研究

地外探测对多传感器数据同步采集有极高需求,针对地外环境无法接收到全球定位系统(GPS)信号的问题,提出一种面向无GPS授时的多传感器硬件时间同步方法.以嵌入式单片机系统(MCU)为核心设计高精度时间同步硬件框架,综合运用模拟GPS授时、秒脉冲(PPS)校时和脉冲触发结合的方法,分别对多路相机、惯性测量单元(IMU)和激光雷达进行数据采集同步,在上位机实现时间戳和数据的精确匹配.并搭建硬件平台,设计验证方案,实验测试同步误差.实验结果表明,该时间同步方法可实现传感器数据同步采集,同步精度约2 ms.相比现有地外探测设备,同步精度显著提高,对下一代地外探测设备数据同步采集、实现自主导航与避障有一定借鉴意义.     

GPS授时校频方法研究与试验结果

为了解决多目标综合测量系统各测站之间时间同步和频率校准问题,提出了利用GPS(Global Positioning System)单星或多星共视方法进行站间时间同步与校频,给出了这两种方法的计算公式,分析了星历误差、星钟误差、电离层折射误差、对流层折射误差、多径效应和接收机硬件延迟对时间同步精度的影响.为了验证GPS授时校频精度,进行了相关试验.通过与铯原子钟比对,表明利用GPS可实现纳秒级时间同步,校频精度也优于5.0×10-11,多星共视具有更高的同步校频精度.      

光纤陀螺/GPS组合导航系统中的信息融合技术

光纤陀螺捷联惯导系统用于导航定位具有自主性的优点,但系统误差随时间累积.全球定位系统(GPS,Global Position System)用于导航定位精度很高,误差不随时间积累,但抗干扰性能很差,没有自主性.运用信息融合技术将光纤陀螺捷联系统和GPS进行组合,将GPS的高度信息引入惯导高度反馈通道,设定反馈系数,抑制高度发散,将GPS经度、纬度、地速信息作为系统卡尔曼滤波器量测信息,消除惯导积累误差.提出的信息融合方案运用于某中精度光纤陀螺/GPS组合导航系统并进行路试,导航系统输出3个方向位置数据与定位基准相比,误差不随时间积累,路试结果表明此信息融合方案的有效性及工程的实用性.      

国内首次GPS共视法时间同步试验

航天部无线电计最测试研究所和国内四个单位合作于1987年7月在北京、西安、临潼三站之间,利用导航星全球定位系统(GPS)C/A 码信息进行了共视法时间同步试验。试验期间每天共视接收导航星3、6、8、9、10、11(即 SV 6、9、11、13、12、     

时间保持实验平台的设计与实现

中国科学院国家授时中心负责我国标准时间UTC(NTSC)产生、保持和发播。但是,国家授时中心的UTC(NTSC)保持硬件设备都处在实际应用运行中,不具备作为实验平台的条件,阻碍了对UTC(NTSC)保持工作的研究。为了解决这个问题,通过分析时间保持系统的硬件构成和软件部分,建立了自动监控实验平台。该实验平台具备时间保持的功能,可用于国家授时中心时间保持方面的研究工作。     

利用条件平差实现导航星座自主守时方法

针对导航星座自主导航系统的重要组成部分———自主守时系统,提出了一种简便易行的新算法:根据星间测距数据,采用条件平差进行自主守时计算;并且介绍了此方法基本原理和实现思路。自主守时仿真计算表明,此方法守时同步误差不累积,距离测量误差0.1m时,时间同步误差均方根小于0.4m。     

美国空军仍坚持用星48-型发动机

在今年二月上旬航天飞机第十次(STS-10)飞行中发射两颗通信卫星(西联星和统一B2)失败以后,美国空军表示将继续使用安装有两台星-48固体火箭发动机的一次性运载火箭,来发射导航星。美国空军计划在一九八四年用阿特拉斯-E 运载火箭从范登堡空军基地发射两颗(第九、第十)导航星全球定位系统(GPS)卫星,运载火箭的     

不同太阳活动条件下电离层形态对估算GPS系统硬件延迟的影响

利用两个中纬度台站GPS观测数据提取的GPS卫星硬件延迟,分析了不同太阳活动情况下估算的硬件延迟稳定性和统计特征,结合同期电离层观测数据,研究了电离层状态对硬件延迟估算结果的影响.研究结果表明,基于太阳活动高年(2001年)GPS观测数据估算的硬件延迟稳定性要低于太阳活动低年GPS观测数据的估算结果,利用2001年GPS数据估算的卫星硬件延迟年标准偏差(RMS)平均值约为1TECU,而2009年GPS数据估算的卫星硬件延迟年标准偏差平均值约为0.8TECU.通过对2001年和2009年北京地区电离层F₂层最大电子密度(N_mF₂)变化性分析,结合GPS硬件延迟估算方法对电离层时空变化条件的要求,认为硬件延迟稳定性与太阳活动强度的联系是由不同太阳活动条件下电离层变化的强度差异引起的.     

空间计量与脉冲星导航

以脉冲星导航技术为背景,讨论了空间计量理论中时间测量的关键问题。首先介绍了脉冲星导航的基本原理,和不同坐标系之间的时间尺度转换,比较了不同坐标系时间轴度规对脉冲星的脉冲轮廓测量的影响,说明只有太阳系质心坐标时能够正确测量脉冲轮廓。进而介绍了空间计量提出的两种时间统一的模式：地球卫星导航模式和脉冲星导航模式。以脉冲星导航为例,讨论了基于SI秒绝对定义和太阳系质心坐标时的广域时间统一的方法,给出用航天器原时坐标轴伸缩法修正多普勒效应的公式。最后提出在大尺度广域时空中构建新的守时系统—太阳系质心守时系统的设计思路。     

空间计量与脉冲星导航

以脉冲星导航技术为背景,讨论了空间计量理论中时间测量的关键问题。首先介绍了脉冲星导航的基本原理,和不同坐标系之间的时间尺度转换,比较了不同坐标系时间轴度规对脉冲星的脉冲轮廓测量的影响,说明只有太阳系质心坐标时能够正确测量脉冲轮廓。进而介绍了空间计量提出的两种时间统一的模式:地球卫星导航模式和脉冲星导航模式。以脉冲星导航为例,讨论了基于SI秒绝对定义和太阳系质心坐标时的广域时间统一的方法,给出用航天器原时坐标轴伸缩法修正多普勒效应的公式。最后提出在大尺度广域时空中构建新的守时系统—太阳系质心守时系统的设计思路。