差分GPS的原理和实现方法

GPS卫星无线电导航系统预计在1995年投入正式运行。GPS信号中的P码仅供美军和特别用户使用,C/A码则向全世界民用开放。C/A码受选择可用性(SA)影响,导航静度下降到一个适当水平。为提高GPS定位精度,各国都争相研究差分GPS(DGPS)。本文从GPS误差入手,主要就DGPS原理和实现方法进行讨论。     

地球同步卫星定位通信系统简介

一、背景无论是军用部门或是民用部门都迫切要求解决快速定位和通信问题。军用方面,如空中飞机、海上船只的导航;陆上部队、坦克、车辆、炮兵、步兵小分队甚至单兵的快速定位与就位;导弹武器和空间飞行器的导航定位等。民用方面,如水、陆、空交通管制;测绘部门、地质部门和资源部门的精确勘测定位;森林防火、紧急医疗服务和公共交通部门的迅速调度;警卫治安部门的快速反应等。美国国防部在三军计划联合办公室(JOP)主持下,正在研制与部署近实时、高精度、抗干扰性强的第二代国防导航卫星系统——全球定位系统(GPS),该系统也可以为民间用户提供低精度的定位服务。计划八十年代末正式投入实用,逐渐取代     

GPS/BDS组合定位精度分析

随着定位技术的不断发展及多系统导航定位技术的逐步推广,多系统组合导航定位已经成为了GNSS导航定位领域中的主要发展趋势。主要阐述了GPS/BDS组合相对定位的观测方程和数学模型,并根据实测数据对比分析,从卫星可见性、精度因子、定位精度和均方根误差等方面对GPS、BDS及GPS/BDS组合定位系统的定位性能、定位精度进行了比较。研究结果表明,较单一的GPS和BDS系统定位,采用GPS/BDS组合定位可有效提高卫星可见数目和DOP值,且稳定性更好。GPS/BDS组合定位的定位精度也明显优于单一系统,这对GNSS高精度导航定位具有重要的参考价值。     

信息融合技术在组合导航系统中的应用

提出了无线电近程导航系统(RSRN S)与IN S/GPS的综合过程,探讨了RSRN S和IN S/GPS综合应用过程中的信息融合技术问题。采用GPS伪距、伪距率以及无线电近程导航定位与IN S组合,建立了卡尔曼滤波方程,设计了飞行轨迹,对相关的信息融合技术进行了初步讨论,并给出了惯性元件精度较低时组合系统的仿真输出。这种组合导航方案可以充分利用各种导航传感器的信息,有效提高导航系统的精度。     

卫星导航的差分和增强应用

一、卫星导航的性能及其增强卫星导航的性能的主要参数有如下四个,即定位时的精度、完好性、可用性和连续服务性。定位精度——目前对平面导航来说,主要指水平定位误差(总系统误差的95％概率值)。GPS 的水平定位误差在100米以内,可以符合航路、终端导航和非精密进近的要求,但不能满足精密进近的要求。完好性——指卫星信号故障或引起误差的事件能及     

利用GNSS实现高轨卫星自主导航的新方案

针对GNSS应用于GEO卫星导航存在的导航信号弱、可见卫星少、定位几何差等突出问题,探讨了一种在GPS导航星冲天面安装导航天线并辐射导航信号的新方案,设计了冲天面天线和GEO接收天线的波束宽度和增益以及讨论了冲天天线所需发射功率,分析了新方案中GEO卫星对GPS卫星可见性、GDOP和定位精度。分析表明,新方案仅需从现有导航星引出一部天线,即可实现以小于10W的功率代价使得GEO卫星80%以上的时间里可以利用GPS系统定位,且定位精度约77m。通过仿真验证了本方案的可行性。     

基于融合处理多系统接收机钟差的伪距单点定位算法研究

多模导航定位较高的定位条件(需可见卫星总数大于5颗)限制了其在城市等卫星遮挡较严重的地区充分发挥多系统的优势。基于Kalman滤波,提出一种将多系统接收机钟差融合为一个系统接收机钟差的多模伪距单点定位数据处理算法,解决了多模导航定位在可见卫星数少于6颗大于3颗时无法定位的情况。分析了GPS、北斗和GLONASS三系统一天的观测数据,结果表明,多系统接收机钟差融合后只需可见卫星总数大于3颗即可进行多模伪距单点定位。     

美用德尔它2运载火箭发射GPS卫星

10月17日，美国用一枚德尔它2火箭，从佛罗里达州的卡纳维拉尔角空军站，成功地发射了一颗GPS2R-M导航卫星。这颗卫星是美国空军8颗GPS2R-M导航卫星中的第4颗，由洛克希德-马丁空间系统公司制造，被命名为GPS2R-17M。它的特点是，信号精度和可靠性比标准型GPS2R卫星有多项改进，其中包括：增加了2种军用信号，更好的保密性，功率更大的第2种民用信号。     

数字式跳频GPS/GLONASS接收机

在很多应用场合,对大量扩频导航卫星连续跟踪将获益匪浅。当接收机跟踪多于定位所需最小卫星数目时,通过优选卫星几何可提高卫星导航精度。动态定位可利用冗余卫星来实现更迅速的整周期判决和跳周修正。陆地导航利用额外的卫星可克服建筑物、树林和地形造成的遮挡。比较多个星座的测量值能获得有关导航稳妥性的度量。跟踪大量卫星的好处已引起人们研制能同时处理美国GPS和苏联GLONASS信号的接收机的兴趣。已经推出了几种接收机设计方案,但所有这些接收机中处理GLONASS信号的硬件都是与处理GPS信号硬件分开的。本文介绍一种高度综合的GPS/GLONASS接收机,接收机中的每一卫星跟踪通道都能随意指定它接收任一个GPS或GLONASS卫星。该接收机有一个模拟射频/中频(RP/IF)前端,用一个固定频率的本振(LO)。定制的数字专用集成电路(ASIC)跟踪选定的GPS/GLONASS卫星,并提供相关测量值送软件处理。本文介绍的GPS/GLONASS接收机利用了数字信号处理技术和有限脉冲响应(FIR)滤波器的新成果。该综合接收机的模拟RF/IF前端大大地简化了,然而其性能可与使用相当复杂模拟RF/IF电路的接收机相比拟。GPS和GLONASS之间的跳频完全在数字域中进行,不必象早期设计方案中那样用昂贵的跳频本振。深入利用数字处理技术,GPS/GLONASS接收机可采用大规模集成电路,将多个通道集成在一个芯片上。这样可大大减小体积,节省成本,不久即可推出商用多通道GPS/GLONASS接收机。     

FANS航线和最短航线算法问题

一、引言采用陆基近程无线电导肮时，无方向信标台（NDB）、全向信标（VOR）、测距仪（DME）等都是对准或围绕着电台飞行，可以不管地球是方是圆，因为飞机位置只和电台位置相关。采用远程导航OMEGA定位系统有所不同，在其定位计算中要引入地球模型的球面计算。惯性导航是一种精密推测导航，卫星导航是星基无线电导航，按地理坐标绝对位置计算的定位解必须考虑地球的精密形体。特别是GPS精度达到数十米量级，远程导航对地球椭圆体的扁率影响应作适当考虑。区域导航规定其航线算法必须按大圆航线处理。新航行系统（FANS）开创了全球…     

动态自适应GPS/INS组合导航方法

为了提高导航测量系统的精度,改善其可靠性,提出了一种动态自适应高精度GPS/INS组合导航的新形式。这种新形式通过判断GPS可见卫星数目,动态自适应调整组合导航方法,保证了组合导航结果的高精度。在RTK GPS可靠基线范围内,且可观测卫星数目大于等于4的情况下,利用RTK GPS的cm级的定位定速结果与INS进行松组合;而在因信号干扰或建筑物阻挡造成卫星失锁时,利用GPS伪距、伪距率与INS进行紧组合。通过仿真验证了方法的高精度,具有良好的应用前景。     

基于非合作LEO卫星辅助GNSS联合定位技术CSCD

针对全球导航卫星系统(GNSS)在受挑战的环境中,出现导航卫星信号被干扰或遮挡,导致可见卫星数目无法满足定位最低要求的情况。利用低轨(LEO)卫星具有信号到达地面功率高、抗干扰能力强,以及在未来将进行大量部署的特点,可为GNSS的导航服务提供备份与补充。提出了基于非合作LEO卫星辅助GNSS联合定位算法,不同于现有的LEO/GNSS联合定位算法将低轨卫星简单地视为轨道降低的导航卫星,该算法以LEO为通信卫星,从非合作、非导航特性的实际情况出发,将LEO的多普勒与GNSS的伪距、多普勒相结合求解用户位置信息,并以ORBCOMM低轨通信卫星联合GPS为例进行了仿真实验,实验结果验证了算法的可行性与性能。     

GPS与GLONASS

本文叙述全球定位系统(GPS)在世界导航中的地位和GPS转为民用的背景。美和前苏联研制GPS/GLONASS系统的全过程。还谈到GPS工作,特别提及GPS精度与同时接收4颗卫星的导航信号的关系。     

2000年及其以后的GPS

一、引言 GPS(全球定位系统)是一种军用的定位和导航系统,象其它所有的无线电导航系统一样,它也将应用于民用方面。目前系统刚刚完成从开发阶段到生产的过渡。为了预测在2000年及其以后GPS的发展情况,必须首先确定系统在九十年代完全可供使用并渐趋成熟。现在系统正在部署,等它可供使用以后,将会出现一定的压力要求改变系统。本文主要从GPS民用的观点来考查这些潜在的改变。压力至少来自四个方面,即GPS的军事需求、资金、技术进步和用户需求。这些压力也将引起与民用有关的各种GPS计划和政策的改变。     

东山再起:俄罗斯导航卫星

在当今社会,60%的信息都与时间和定位有关。所以,拥有自主的时间和定位系统,不仅事关一个国家的独立自主,也事关其影响力。而,越来越多的国家正研制或应用导航卫星,其中除美国 GPS 以外,俄罗斯的 GLONASS 导航卫星最有实力。向美国发起挑战多年来,美国 GPS 导航卫星系统基本上独霸了世界卫星导航     

卫星导航新进展及对民用航空的影响

近十年来，卫星导航在军事、民用许多方面取得了令人瞩目的成就，美国1998年发表了GPS现代化公告，俄罗斯、欧盟、中国等国家也相继部署或制定了导航卫星计划。本文阐述了卫星导航近年来的新发展，并分析了它们对民用航空的影响。     

GPS仿真器设计

GPS是当今世界运行最为广泛的卫星定位、导航系统,研究GPS仿真器的设计,从而为飞机模拟器提供虚拟定位数据具有重要的现实意义.通过GPS卫星星座运动分析、最佳定位四颗星选择和GPS接收机设计,将由飞机仿真计算机得到的飞机位置信息转换成CPS信号输入飞控计算机,以实现GPS导航仿真实验.     

三星定位原理研究

双星定位系统只需要两颗同步卫星便可以为用户提供定位服务,但却存在着用户位置易暴露和用户数量易饱和这两大缺陷。建议采用三颗同步导航卫星像GPS卫星那样向用户播发导航电文,用户接收机根据这些导航电文信息以及气压高度表信息,像GPS接收机那样解算用户位置,从而克服了双星定位的两大缺陷。仿真表明本定位原理行之有效。     

空中交通管制现代化的关键——数字数据链

在使空中交通管制(ATC)系统现代化的奋斗中,所缺少的最关键的环节是飞机与空管员间双向通信用的数据链。 空运业把数字通信与全球导航卫星系统看成是改进营运效率和能力的基本要素。其应用将会减少导致延误的飞行限制——据美联合航空公司经理比尔·利顿机长估计,延误使他的航空公司每年损失6.47亿美元。 大部分效益将来自自动相关监视(ADS)、GPS或更一般的全球导航卫星系统(GNSS)和数字通信。实施ADS系统之后,装备GPS的飞机将连续把它们的位置通过数字数据链发送给地面的管制员。管制员将不用地面雷达与导航设备,而依靠由GPS卫星定位得到的飞机位置报告。ADS允许飞机选择最有效的航路和高度,     

基于GNSS接收机导航定位数据的 定位产品检测理论研究

随着GNSS全球导航卫星系统的发展,特别是随着北斗卫星导航系统的正式运行及完善,导航定位产品由支持单模GPS向支持双模或多模发展,但是导航定位数据格式并未统一,主要是根据NMEA-0183为主修改。针对相关标准及产品数据进行理论性研究并给出相应测试的依据。