伪卫星辅助北斗定位精度改进方法

由于北斗二号一期系统卫星集中分布在赤道附近,导致国土范围内接收机南北方向定位精度偏低,且由于可视卫星均为正仰角,导致接收机垂直方向定位精度也偏低的问题,提出了利用地面伪卫星改善用户观测几何结构的方法来提高一定区域范围内北斗接收机的定位精度。推导了伪卫星与真实卫星组合的最小二乘定位算法模型,并给出了用于定位精度评估的南北和垂直方向的精度衰减因子值。仿真结果表明:在用户使用范围的北部地区布设伪卫星可有效降低用户南北方向以及垂直方向的精度衰减因子值,从而有效改善定位精度。     

伪卫星增强系统参考站接收机的测距偏差及优化

伪卫星相对地面用户是静止的,因此卫星与参考站接收机之间的距离几乎是不变的。在这种情况下,采样和量化引入的误差不再服从高斯分布,从而影响接收机的测量精度。为了解决这一问题,建立了卫星导航接收机的离散数字信号模型,并在此基础上分析了采样和量化对测距偏差的影响,通过仿真验证了结论的正确性,并提出了伪卫星增强系统下参考站接收机的优化设计方法。     

关于构建空地一体战场区域导航系统

受美军开展战场区域导航系统研究的启发,思考分析了我国北斗卫星导航系统面临的军事威胁和固有脆弱性,建议有必要基于伪卫星技术构建空地一体战场区域导航系统,以此作为北斗卫星导航系统在区域范围内的备份系统,并基于有人机控制无人机协同作战的理念阐述了系统的组成构想和行动构想,分析了系统的相关关键技术。     

THO-MAC:一种两跳优化的低延迟低功耗无线传感器网络介质访问控制协议

功耗与延迟是无线传感器网络介质访问控制协议设计首要考虑的两个问题。提出了一种新的传感器网络低延迟、低功耗、接收节点初始化异步介质访问控制协议——THO-MAC协议。通过准确预测接收节点的唤醒时间,THO-MAC协议调度发送节点侦听信道,从而减少发送节点空闲侦听能量浪费。THOMAC协议在发送节点两跳转发节点集中选择使报文两跳转发延迟最小的转发节点,从而降低报文传输延迟。使用NS2模拟器对THO-MAC协议进行了详细模拟。模拟结果显示,与RI-MAC和Any-MAC协议相比,THOMAC协议可以减少35.5%和18%的报文传输延迟,同时节省23.5%和15.5%的节点功耗。     

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。     

音波法气体管道泄漏定位影响因素分析及算法改进

为提高音波法气体管道泄漏定位的精度,对影响该方法泄漏定位的主要因素以及定位算法进行了研究。通过假设计算,分析了绝热指数和压缩因子对定位精度的影响。结果表明,压力较大时绝热指数和压缩因子变化较大,在定位计算中不能忽略。在此基础上,考虑管内沿线气体的流速、温度和压力分布等因素,对音速公式、气体流速公式以及定位公式进行修正,从而得到可以较为精确求解泄漏位置的计算公式,并通过牛顿-科茨公式改进算法。研究结果对进一步完善音波法管道气体泄漏检测技术具有一定的设计和理论指导意义。     

基于压缩估计的单星观测定轨方法研究

分析了单星观测模式下的天基测控系统的可行性,并针对该观测模式下轨道确定中法矩阵的特点,提出了一种基于压缩估计的定轨方法,该方法对法矩阵进行变换,避免了法矩阵奇异造成的误差传递。证明了当满足一定条件时,该压缩方法的估计精度要高于传统的定轨方法。并结合单星观测的特殊性,提出了误差传递因子,设计了单星观测下的压缩估计定轨算法。最后以单星模式下的天基测控系统作为仿真背景进行了仿真试验。结果表明,该压缩估计可有效提高单星观测模式下的轨道确定精度。     

舰船目标角跟踪新方法研究

相参雷达可获取舰船目标回波的距离-多普勒图(R-D图),由于舰船目标的散射点相对于雷达视线角存在多普勒的差异,于是舰船目标在R-D图上一般要跨越几个多普勒单元,传统选信号的最大点作为跟踪点不能完全使用R-D图信息,而合理使用R-D图信息才可减小目标的幅度起伏、角闪烁等的影响,为此研究无偏几何中心法目标跟踪点的选择方法.实验表明:当目标有起伏或角闪烁时,所提无偏几何中心法优于最大值法.     

部分频带干扰下伪码跟踪误差分析

为精确分析部分频带干扰下伪码跟踪误差,需要考虑伪码的非理想随机特性。引入伪码的精细功率谱模型,对比分析了不同带宽干扰下基于简化谱和精细谱的码跟踪误差。定义了相对误差系数,用以定量描述伪码非理想随机特性对码跟踪误差的影响。当干扰带宽增大时,相对误差系数逐渐减小,伪码非理想随机特性对码跟踪误差的影响逐渐减小,基于简化谱的分析趋近于基于精细谱的分析。结合GPS L1 C/A码,给出了相对误差小于0.2的最小干扰带宽,并将其作为基于简化谱分析的适用条件。研究表明当干扰带宽大于伪码周期的频率的300倍时,伪码非理想随机特性导致的码跟踪精度变化可忽略,反之,则需要基于精细的功率谱模型进行码跟踪精度分析。