GPS载体姿态测量中的整周模糊度的快速求解

全球定位系统 (GPS)的良好性能和便宜的价格为其在姿态测量领域的应用开辟了广阔的前景 ,GPS载体姿态测量技术也成为 GPS应用中的热门研究方向。以利用 GPS载波相位测量来确定载体姿态为背景 ,介绍了 GPS载波相位差分技术的基本原理 ,并针对其中的关键技术问题——载波相位整周模糊度的快速解算 ,叙述和建立了整周模糊度快速解算的具体方法。详细地介绍了载体姿态测量系统中基线的构置方案和求解载体姿态的基本算法 ,即利用基线长确定整周模糊度的初始解集 ,然后利用约束条件来剔除解集中的假解。     

GPS/INS全组合制导火箭弹姿态仿真研究

建立了状态变量为15维的组合系统动态方程,对运用GPS姿态测量系统的GPS/INS组合导航系统进行了分析,得出了增加不同种类的外部导航信息观测量将有效提高惯导系统误差修正能力的结论.应用卡尔曼滤波方法对GPS姿态测量系统信息对惯性导航系统的误差修正能力进行了仿真.仿真结果表明,GPS姿态信息的引入可以大大提高制导火箭弹的航向测量精度,能较好地改善INS的导航性能.     

一种改进的高动态SINS姿态更新算法

为了提高捷联惯导姿态解算的精度,介绍了捷联惯导姿态更新的流程及常用方法,并提出了一种改进的等效旋转矢量姿态解算算法。对改进算法的姿态解算算法在低动态条件和高动态条件下分别进行了仿真实验,结果表明改进算法在低动态条件下的姿态解算精度和毕卡四元数法相当,在高动态条件下的姿态解算精度远高于传统毕卡四元数法。     

MS860动态测姿试验精度分析

为了评估动态MS860型GPS姿态测量性能,将其安装在某船上进行系统测试.采用动态滤波的方法采集MS860姿态信息,同时同步采集某型平台罗经的数据.在此基础上,用误差统计方法评估姿态测量系统的精度性能.结果表明GPS姿态测量系统可以满足舰船姿态测量的需要,其航向的测量精度优于平台罗经系统.     

基于MEMS的微型无人机姿态仪的设计

姿态测量系统是无人机设计中的关键部分.尤其是对于载荷很小的微型无人机,姿态测量系统就更有研究的必要.设计了由微机电技术(MEMS)传感器组成的姿态测量系统.该系统由三轴磁阻传感器、三轴角速率陀螺和三轴加速度计组成.通过测量载体的动态加速度和角速度进行姿态解算.采用双矢量参考,利用Kalman滤波技术,得到动态的姿态数据.针对微小型无人机的高机动性特别进行了优化.该系统体积小、重量轻、功耗低、无长期漂移.测角为航向、俯仰、滚转.和原有同类系统相比,动态条件下精度大为提高.     

一种GPS定向滤波算法及其数据分析

在单频单历元GPS短基线定向中,由于模糊度解的不可靠性,导致部分定向结果不可靠.在基线约束GPS短基线定向算法的基础上,提出一种动态准实时定向滤波算法.该算法根据载体的运动特性,判断并剔除解算错误的值,并在解算错误或解算失败的历元进行插值.实测数据处理表明,该方法能够将基线约束算法的定向正确率提高5～10%左右,使基线约束GPS短基线定向算法的稳定性得到进一步提高.     

曲线拟合的单静止站纯方位目标参数计算方法

线性平差法将测量初始方位作为目标的真实初始方位,引入了有偏误差;余切法是一种三方位解算法,解算没有使用积累测量信息,解算精度不高。因此提出一种曲线拟合的方法,将目标初始方位、航速与初距的比值、航向作为待解算目标参数,从而避免有偏误差。并且给出了静止单站纯方位目标航向解算误差的Cramer-Rao下界。在不同目标航路下对3种方法进行高测量误差(3°)仿真验证,表明曲线拟合方法接近Cramer-Rao下界。     

基于输入输出线性化的深海潜标姿态控制

针对当前深海潜标水下不能主动调整姿态的问题,提出了一种基于矢量推进螺旋桨的主动姿态控制方法.首先,利用凝集质量法建立潜标缆索在深海环境中的运动模型,解算张力及缆索构型;然后,联立潜标六自由度运动方程,耦合缆索两端的边界条件,采用四阶龙格-库塔法解算获得潜标的运动要素与姿态变化;最后,针对潜标运动的非线性数学模型,提出了一种基于输入输出线性化的状态反馈姿态控制律,并编制Matlab程序进行仿真.仿真结果表明:该控制律能够使潜标姿态跟踪到参考姿态.     

GPS姿态测量技术综述

利用GPS进行载体姿态测量是GPS应用的重要分支,是目前国内外研究的热点之一.与传统的姿态测量系统相比,GPS姿态测量系统成本低廉,精度适中.与GPS定位技术相比,它是GPS应用的一个全新领域.文中综述了目前正受到广泛重视的多天线GPS姿态测量技术,并提出了该技术研究发展的方向.     

多旋翼无人机AHRS系统矢量乘积误差PI跟踪算法

针对多旋翼无人机对低成本姿态航向参考系统的实际需求,设计并实现了一种姿态航向参考系统。该系统采用陀螺仪积分出的载体姿态和已知的地球重力矢量,解算出地球重力矢量在载体系下的投影和加速度计测量出的地球重力矢量的矢量乘积结果作为水平姿态角的误差表征数值,并采用比例积分跟踪算法进行误差跟踪反馈,实现了准确的水平姿态角跟踪测量。利用陀螺仪积分出的姿态和已知的地球磁场信息,解出地球磁场矢量在载体系下的投影与磁力计测量的地球磁场矢量乘积结果作为航向误差角的误差表征数值,并采用比例积分跟踪算法进行误差跟踪反馈实现了对航向角的跟踪。转台实验表明:该系统水平姿态角跟踪精度约为1°,与EKF算法相比,运算速度提升了80%且精度好于EKF算法。     

GPS仿真器设计

本文详细介绍了在无人机利用ＧＰＳ导航半实物仿真系统中ＧＰＳ仿真器的设计原理。通过分析ＧＰＳ及ＧＰＳ接收机的基本工作方式,ＷＧＳ－８４与各种坐标系的转换关系,研制了ＧＰＳ仿真器。它将由飞行仿真计算机得到的无人机位置信息转换成与之对应的ＧＰＳ信号,输入飞控计算机,以实现ＧＰＳ导航的仿真试验。     

GPS欺骗干扰原理研究与建模仿真

针对GPS欺骗干扰,分析了自主式与转发式干扰相关技术特点,重点研究了GPS转发式欺骗干扰的原理及实现方法,建立了GPS欺骗干扰对抗系统的主要数学模型,利用SYSTEMVIEW平台设计开发了GPS欺骗干扰仿真系统,通过仿真,验证了转发式欺骗干扰原理,给出了在一定干扰功率条件下转发误码率与干性比的关系,得到了各个转发信号的延迟量.所阐述的原理及仿真技术对于GPS欺骗干扰的分析与实现具有重要的参考作用.     

GPS定位误差分析及建模

采用时间序列分析方法,根据大量的实测数据分析了ＧＰＳ定位误差的统计特征,建立了ＧＰＳ定位误差模型。     

GPSM码信号的产生与特性分析

GPS采用了一种新的信号形式,其关键技术为BOC(Binary Offset Carrier)调制.基于对GPS M码信号BOC调制的定义与功率谱研究,针对其采用的BOC(10,5)调制方式进行了信号仿真,进一步对其频谱与自相关函数进行了仿真,并针对其特性进行了分析,同时与现在的军用P码信号性能进行了对比,从而得出GPS现代化采用BOC调制的M码信号的优势所在.     

也谈GPS的相对论效应

对于高精密度的军用GPS定位系统,必须考虑它的相对论效应。文章从广义相对论的角度讨论GPS的基本测量方程,并指出有关文献中关于卫星与接收机钟差的相对论效应的计算错误。     

GPS对抗技术的现状与发展

主要论述全球定位系统(GPS)空间卫星的现状和新码的发展,GPS空间卫星和接收机的抗干扰技术和措施以及对GPS接收机的干扰对抗。     

GPS多天线多径抑制技术

针对小范围多天线系统中多径对各相关通道之间信噪比测量值影响的相关性,采用基于“当前统计”模型的扩展卡尔曼滤波技术得到多径信号各参数,从而消去多径信号影响。分析了多径对信噪比的影响,建立了扩展卡尔曼滤波的状态方程和观测方程。仿真表明,该方法能够有效地降低由多径引起的伪距测量误差和相位测量误差。     

利用伪卫星干扰GPS的可行性分析与仿真

伪卫星技术是一种对卫星导航系统(如GPS)进行增强的技术,在城市导航和民用航空等方面得到广泛的应用.在对伪卫星发射的信号与导航卫星信号之间相似性分析的基础上,首次提出了利用伪卫星进行GPS干扰的思路,指出这种方法可以更有效地利用伪卫星资源,使其为国防建设服务,成为一项军民两用的基础设施,在未来战争中的GPS对抗和干扰中发挥作用.通过建立GPS接收机模型,对干扰效果进行了仿真计算.仿真结果表明,经过适当改造的伪卫星信号对GPS系统有着很好的干扰效果.     

GPS失效性研究

主要从影响GPS卫星空间分布角度出发,研究在特定区域和一定时间条件下GPS卫星的失效性问题。首先分析了GPS卫星对特定区域的覆盖情况,然后针对不同位置的GPS卫星失效,考察对GPS导航精度即目标区域GDOP值的影响,并通过仿真予以验证。研究表明对覆盖区域提供导航服务的GPS卫星中升交点赤经相差180°的两组GPS卫星对导航精度影响最为明显。