COMPASS/GPS双模导航定位精度分析及仿真

结合北斗二号(COMPASS)和GPS系统的运行轨道参数及系统特性,建立了COMPASS/GPS双模导航定位伪距测量误差模型,推导分析了双系统定位的几何误差因子;并对某地区的COMPASS/GPS双模导航定位精度进行了系统的分析.仿真结果表明,在某地区内,北斗二代系统在空间域与时间域上的整体稳定性优于GPS系统,组合的COMPASS/GPS系统在可见星和精度方面优于单一的定位系统.     

基于SLAM算法的AUV组合导航系统

针对未知环境下某水下航行器组合导航系统在GPS信号长时间失效时,导航误差随时间积累的问题,采用了同时制图定位(SLAM)的导航方法,提出了一种将SLAM的信息融合于INS/GPS组合导航系统的方案,通过SLAM技术来限制惯导系统的误差积累,可以显著提高组合导航系统的性能并能在线建立环境的增量式地图。仿真结果表明,该方法充分利用了同时制图定位提供的信息,有效地提高了导航系统的精度。     

基于RFID的室内移动机器人定位研究

随着社会和技术的发展,室内无线定位问题越来越受到人们的重视。GPS定位系统应用于室内定位时精度不高。本文提出采用RFID技术进行室内定位的方法。其原理是：利用RSSI（接收信号强度）来估算标签和读写器的距离,再根据读到的四个标签的坐标,采用极大似然估计方法来计算出装备有RFID读写器的机器人的坐标位置。仿真结果表明,该定位方法误差小于1m,满足室内定位的需求。     

无缝GPS／INS组合导航系统的设计与实现

针对GPS卫星信号失锁条件下GPS/INS组合导航性能大幅度下降的缺点,设计了一种基于ANFIS的无缝组合导航方法,当卫星数目不低于4颗时采用伪距,伪距率的卡尔曼滤波算法,一旦卫星数目少于4颗时采用ANFIS系统估计导航误差,抑制INS的误差积累,从而实现无缝导航.动态车载实验表明,该方法切实可行,相对于传统的紧组合方法,有效地提高了组合导航系统的定位精度和抗干扰能力.     

同时定位与制图辅助的GPS/DR组合导航

针对全球定位系统在信号失锁条件下与航位推算组合导航的系统误差快速累积问题,提出一种基于压缩扩展卡尔曼滤波的同时定位与制图的辅助的全球定位系统/航位推算组合导航方法。该方法利用同时定位与辅助实现运动平台在全球定位系统信号无效时连续稳定导航,抑制航位推算定位误差的累积,并利用全球定位系统定位结果校正同时定位与辅助制图误差,减小地图的不确定性。设计基于压缩扩展卡尔曼滤波的同时定位与辅助/全球定位系统组合滤波器,实现大尺度环境下同时定位与辅助/全球定位系统的实时解算。真实实验数据计算结果分析表明,相对于同时定位与辅助定位结果,同时定位与辅助的全球定位系统/航位推算组合导航可有效提高系统定位性能,使得制图精度提高10m。     

多频码相结合渐消因子扩展卡尔曼滤波实时定位方法

基于卫星导航定位系统多频载波相位线性组合,采用较长波长的组合波观测值与码观测值,能够较快并准确地获得模糊度,在此基础上,尝试综合利用最小二乘以及渐消因子扩展Kalman滤波技术进行实时单点定位,通过应用分析,获到较好的导航定位结果,具有一定工程应用价值。     

基于SINS/DVL/GPS的AUV组合导航技术

为了提高自主水下航行器组合导航系统的精度,选择了捷联式惯性导航系统(SINS)和多普勒速度声纳(DVL)导航为主、GPS卫星导航系统为辅的组合导航方法.通过Kalman滤波技术对组合导航的误差状态进行了估计,并采用反馈校正的方法修正SINS的导航误差.仿真结果表明SINS/DVL/GPS的组合导航可以有效地提高水下航行器SINS/DVL组合导航系统的导航精度,满足AUV远距离航行的精度需求.     

水下航行器动力定位下的运动轨迹设计与仿真

对远程低速水下航行器在动力定位系统作用下的运动进行了研究.远程低速水下航行器由于航程远必须采用GPS全球导航定位系统进行导航,于是水下航行器就必须具有动力定位的能力,使之可以在需要GPS导航的时候上浮到近水面,导航完成后再下潜回航行深度.在建立水下航行器运动数学模型及进行推力分配的基础上,对远程低速水下航行器的典型运动轨迹进行了仿真,并对仿真结果进行了分析.     

多全球导航卫星系统联合的探月飞行器轨道定位分析

针对探月飞行器月球公转轨道上的卫星导航定位问题,以高轨道飞行器卫星导航定位的研究为基础,采用多全球导航卫星系统联合定位的方法进行仿真。分析了载波功率与噪声功率密度比为15d BHz的弱信号捕获门限下,各系统联合定位时波束主瓣和旁瓣的可用性,同时对各系统联合情况下的精度因子值进行分析。仿真结果表明:当接收到的卫星天线辐射的主瓣和旁瓣信号均高于载噪比门限时,全球导航卫星系统的三系统或四系统的联合能满足实时定位条件;而旁瓣损耗不加以补偿时,接收信号载噪比低于门限并导致任意联合方式均无法完成定位。各系统联合的精度因子分析表明:单系统或双系统联合的几何精度因子变化剧烈,四系统联合相比三系统联合的几何精度因子下降16.93%;三系统联合定位方案中,美国全球定位系统、中国的北斗卫星导航定位系统与欧洲的伽利略卫星导航定位系统联合方案的几何精度因子值变化最平稳,为最佳选择。理论分析和仿真结果为探月飞行器定位技术研究和星载多系统接收机设计提供参考。     

区域增强导航定位系统的无线定位方法

导航与定位被誉为现代战争的北斗星,在军事热点地区构建区域增强导航定位系统可以作为现役导航定位系统的备份和补充,可形成战场生命力更强的综合导航定位系统.分别研究了无线定位的基本类型和基本定位方法,并综合比较了它们的优缺点,提出移动台主导的定位类型和TOA/TDOA无线定位方法更适合区域增强导航定位系统.     

高灵敏度GPS软件接收机捕获算法

针对传统方法难以实现室内环境下GPS信号的捕获以及传统弱信号捕获算法的一系列弊端,介绍了一种新的捕获算法。由于数据段通过“先累加后相关”的方式进行相干积分可以减少运算量,以此方法改进的半位捕获法进行数据段选择可以避免导航数据位翻转,并且改进后的差分相干积分能够减小非相干积分造成的“平方损失”和改善信噪比,融合上述优点,提出了一种新的算法,为高灵敏度GPS软件接收机的实现提供了保证。仿真结果表明,此算法极大的提高了接收机的捕获性能,并且能够快速捕获到载噪比低至25dB/Hz的微弱信号。     

GPS接收机模糊搜索粗时定位方法

由于难以获得免时定位算法所需的接收机概略位置,提出模糊搜索的粗时定位方法。为减小搜索空间,在位同步后优选几何精度因子值较好的4颗卫星通过遍历伪距模糊的方式进行位置估计,并基于伪距残余均方根最小准则选出最合理的位置估算结果。根据概略位置恢复所有卫星的完整伪距。利用5状态的免时定位算法估计接收机位置。使用11个国际卫星导航服务观测站的观测数据对算法进行验证,结果表明,在概略位置未知情况下该方法能够实现粗时定位,且定位精度与直接使用完整伪距的精时最小二乘定位精度相当。     

基于新的定位方法的空投技术研究

针对空投技术的定位问题,提出了一种新的定位方法。首先,在空投目标区域放置发射机,发射天线在3个方向形成彼此相交的波束,发射机与3个波束的交点构成中心线,3个波束关于中心线对称。其次,发射天线在3个方向发射相同功率,不同频率的信号。最后,载荷上的接收机实时接收信号,经傅里叶变换得到信号频谱图。3个信号功率相等时载荷位于中心线上,保持现有飞行方向;3个信号功率不等时,根据偏离中心线的位置对飞行方向进行调整,确保载荷能够准确到达目标区域。该方法具有较高的定位精度,能够适应复杂电磁环境。     

一种改进的跳频信号频率估计算法

信号的信噪比较低时,旋转不变信号参数估计技术（Estimated Signal Parametersvia Rotational Invariance Technique,ESPRIT）算法的频率估计性能明显下降,针对这一问题,提出了一种基于ESPRIT的改进算法。该改进算法在基于ESPRIT的噪声抑制（Noise Suppressed based on ESPRIT,NS—ESPRIT）算法的基础上,利用DFT谱中的,个局部最大值点,缩小基于互相关矩阵迹模值曲线的ESPRIT算法中口的选择区域,在降低计算复杂度的同时,也有效地减弱了噪声对信号频率估计的影响。理论分析和仿真结果证明了该改进算法的可行性和有效性。     

高动态GPS抗干扰算法仿真研究

对于高动态条件下GPS(global positioning system)接收机的抗干扰问题,研究等距线阵接收信号模型和基于协方差矩阵扩张的基本原理,并仿真分析了2种基于协方差矩阵扩张的经典抗干扰算法:Mailloux算法和Zatman算法在高动态环境下的作用效果.经过Matlab仿真,结果表明,相比与常规方法,Ma...     

基于战术地图的GPS坐标定位

主要研究在扫描的战术地图上进行GPS坐标定位、显示的方法。说明了GPS坐标系与北京1954坐标系的差异,给出了GPS坐标到高斯投影坐标的变换模型和GPS坐标修正的原理及方法,为战术地图的GPS定位提供了一种可行的方法。该方法使快速的GPS定位技术与战术地图详细的数据得到了最佳结合,解决了战术地图快速定位问题,拓展GPS定位的应用范围。     

BDS/INS紧组合三频动对动模糊度解算方法

针对伪距观测噪声较大导致动对动条件下三频整周模糊度解法(Three Carrier Ambiguity Resolution, TCAR)模糊度解算不可靠的问题,提出了一种BDS/INS紧组合三频动对动整周模糊度解算方法。通过紧组合系统输出的高精度位置坐标,估算出双差几何距离值,并用其分别代替无几何和几何模式下的双差伪距观测值,显著降低了伪距双差观测噪声水平,有效提高了三频整周模糊度解算成功率。仿真实验结果表明,BDS/INS紧组合输出的高精度位置坐标使得伪距观测精度提高了60%以上,在短基线条件下,当伪距观测噪声达到2 m时,无几何模式下的TCAR算法模糊度解算成功率为0.73%,几何模式下的TCAR算法模糊度解算成功率为31.25%,而BDS/INS紧组合的TCAR算法在两种模式下的模糊度解算成功率达到99%以上,并且获得了厘米级的相对定位精度。     

Moving horizon based wavelet de-noising method of dual-observed geomagnetic signal for nonlinear high spin projectile roll positioning

Phase-frequency characteristics of approximate sinusoidal geomagnetic signals can be used for projectile roll positioning and other high-precision trajectory correction applications. The sinusoidal geomagnetic signal deforms in the exposed and magnetically contaminated environment. In order to preciously recognize the roll information and effectively separate the noise component from the original geomagnetic sequence, based on the error source analysis, we propose a moving horizon based wavelet de-noising method for the dual-observed geomagnetic signal filtering where the captured rough roll frequency value provides reasonable wavelet decomposition and reconstruction level selection basis for sampled sequence; a moving horizon window guarantees real-time performance and non-cumulative calculation amount. The complete geomagnetic data in full ballistic range and three intercepted paragraphs are used for performance assessment. The positioning performance of the moving horizon wavelet de-noising method is compared with the band-pass filter. The results show that both noise reduction techniques improve the positioning accuracy while the wavelet de-noising method is always better than the band-pass filter. These results suggest that the proposed moving horizon based wavelet de-noising method of the dual-observed geomagnetic signal is more applicable for various launch conditions with better positioning performance.