基于性能导航中基于数值分类的RAIM算法改进

卫星接收机完好性监测(RAIM)根据基于性能导航运行方式提出,确保导航精度及系统完好性的方法.该文重点论述基于性能导航运行下RAIM预测中提高故障检测识别率的监测性能的算法改进.根据导航卫星完好性概念及RAIM预测原理,分析了在基于性能导航运行中,RAIM性能产生异常的情况,采用数值分类法建立RAIM故障监测识别的改进算法.该算法计算量小,在故障卫星监测、识别方面均具有一定可靠性,可为提高RAIM性能提供理指导.     

基于多接收机的本地监测系统监测算法研究

本地监测系统可以增强卫星导航系统的性能以满足航空用户的需求。针对目前单接收机本地监测系统在进近着陆应用中各导航性能存在的不足,提出了一种基于多接收机的本地监测系统完好性监测算法。该算法考虑了地面接收机故障对用户安全造成的影响,从而提高了系统的完好性。另外,该算法通过利用既有的增强系统完好性信息,改善了系统对本地差分修正误差的监测能力;并且通过使用卫星信号双频观测量,提高了用户的观测精度。上述优化可有效降低保护门限值,最终达到提高系统可用性的目的。应用该算法增强北斗卫星导航(区域)系统,可在我国及周边地区满足I类精密进近的性能指标要求,并且平均可用性达到95.57%。     

GPS接收机自主完好性监测算法可用性分析

以全球定位系统(GPS)为研究对象,研究水平定位误差保护级(HPL),阐述自主完好性监测(RAIM)算法故障监测和可用性原理.结合导航性能在航空应用中的需求,对影响RAIM可用性的因素进行数据仿真分析.结果表明,漏检率一定时,RAIM可用性随着误警率降低而降低;误警率一定时,RAIM可用性随着漏检率降低而降低.RAIM算法的可用性随着截止高度角降低和可视卫星数增加而提高.研究结果为采用RAIM算法进行故障卫星的检测和隔离提供了一定依据.     

多频GNSS接收机自主完好性监测性能分析

通过对多频接收机的不同频点电离层延时模型的研究,建立起一种新的多频完好性监测方法;并针对测量误差协方差不为对角阵的问题,提出了一种新的易于在用户接收机中实现的预白化处理方法;此外,针对不同频点数的RAIM算法进行了分析。研究结果表明,多频算法可以消除电离层延时误差,定位误差可以降低到10 m以内;当伪距偏差低于50 m时,多频RAIM算法仍然可以进行故障星的检测与识别。仿真分析证明了三频RAIM算法相对双频算法的优越性,对未来的多频接收机自主完好性算法的研究具有很好的理论意义和实用价值。     

支持垂直引导进近的多星座RAIM算法

为了充分利用未来的全球导航卫星系统(GNSS)中多星座多频点的卫星信号,使接收机自主完好性监测(RAIM)技术能够用于垂直引导进近(APV)飞行阶段,提出了一种基于双星故障假设的多星座RAIM算法。算法将全部可见卫星分为3组,分别计算定位解,对3个分组定位解加权平均作为最终的定位解,通过迭代寻找最优加权因子,使得在满足定位精度要求的前提下极大化算法的可用性。仿真结果表明:该算法能够以100%的可用性支持APV-Ⅰ飞行阶段,以高于99%的可用性支持APV-Ⅱ飞行阶段。     

基于伪距误差重建的多星故障检测方法

传统的接收机自主完好性监测(RAIM)方法使用定位解算方程的残差来进行故障识别,在单卫星故障下具有较好的性能。随着全球卫星导航系统的建设,用户观测到的卫星数目显著增加,使用多颗卫星定位可以提高定位精度。但多颗卫星同时发生故障的概率将会增大,RAIM方法需要进行改进以应对多星故障。该文首先对RAIM方法的原理进行了深入分析,推导出了误差向量和残差向量之间的投影关系。然后,通过实例论证了误差向量和残差向量在投影变换时会带来信息损失,从而使故障难以检测。最终,给出了一种新的RAIM方法。通过引入约束条件,利用残差向量重构出误差向量。根据误差向量大小,实现多星故障检测。仿真表明该方法在多星故障模式下,具有较好的检测性能。     

基于向量相关距离的新型RAIM算法

用户自主式完备性监测RAIM是卫星导航系统的重要组成部分,是指根据用户接收机的多余观测值监测用户定位结果的完备性.在现有的RAIM算法中,比较普遍的是利用伪距多余观测量实现粗差卫星的探测和识别的最小二乘残差法和Parity相关系数法.在旧有的以相关分析RAIM算法基础上,进行矩阵变换得到设计矩阵,重点考察设计矩阵向量间的相关系数和相关距离,作为粗差探测和识别的研究对象.通过向量相关距离时间序列,可以区分单个粗差和多个粗差的粗差集.本文提出的基于相关距离的RAIM算法,克服了现有RAIM算法中由于相关系数自身相关的缺陷而使得粗差探测失真的技术问题,并且具有利用矩阵变换计算相似距离,方法更加简便的优点,从而使得粗差识别更加清晰,识别多个粗差.     

基于kalman滤波的改进钟差模型辅助RAIM算法

为了提高完好性监视结果的可信度,现采用Kalman滤波建立新的接收机钟差预测模型.利用该模型的钟差预测值辅助进行自主完好性监测(RAIM).利用GPS实测数据进行分析验证,结果表明这种新模型辅助相对于原模型辅助,改善了卫星的几何分布和钟差预测的精度,提高了RAIM的可用性,降低了能检测到的最小故障偏差.     

基于铱星增强的GPS系统RAIM性能

为评估基于低轨卫星增强的导航系统RAIM性能,建立了基于铱星增强的GPS(以下简称为iGPS)系统的伪距观测方程,估算出该系统用户距离均方根误差,并在此基础上分析了该系统RAIM性能。结果表明,铱星的增强不仅可以显著改善系统GDOP及HDOP值,而且显著提高了故障检测和识别概率,可检测的最小故障偏差从20 m降到10 m,可完全检测的最小故障偏差从80 m降到40 m,可识别及可完全识别的最小故障偏差也得到明显降低,为基于低轨卫星的导航增强系统设计提供了参考。     

GBAS中基于导航星监测的B值修正算法

GBAS推动了空中交通管理系统由路基导航向星基导航过渡,其中多参考一致性检测(MRCC)的B值是GBAS地面完好性检测的核心算法.本文提出基于导航星监测的B值修正算法,通过定义卫星伪距修正量误差估计值S值对导航星监测,利用高斯膨胀-Shewhat法推导S示警阈值,结合S值检测并标记故障卫星,形成新的可用卫星集合,避免由于B值无法有效反映具有较大偏差的卫星伪距修正量的误差估计而造成MRCC执行逻辑对接收机的整体剔除,对B值形成修正作用.实验证明,新算法可有效监测卫星故障,修正B值,提高M RCC监测能力并提高系统可用性.     

基于总体最小二乘法的RAIM算法模型改进

最小二乘残差RAIM算法中的伪距观测模型线性化过程会形成截断误差.考虑环境噪声对数据矩阵和观测值的扰动影响,给出了RAIM解算模型;采用总体最小二乘法估计准则,使残差更精确,数据可靠性更高,提高了RAIM算法的定位解算的精度与可靠性.分别采用总体最小二乘残差法和最小二乘残差法对实测数据进行了处理,分析结果验证了总体最小...     

卫星导航接收机中载波和码NCO的研究与实现

载波和码数控振荡器（NCO）是卫星导航接收机中的重要组成部分.论述了卫星导航接收机中载波和码NCO的组成、工作原理和作用,根据工程实现的要求确定了基本参数和基本结构,NCO相位累加器的位数N为32,利用verilog HDL语言在Quartus II 9.1中具体实现了载波和码NCO的设计,利用ModelSim6.3g完成了载波和码NCO的仿真,并在现场可编程逻辑器件（FPGA）中进行了下载实现.设计的载波和码NCO已应用于某具体接收机中,通过仿真和接收机测试,验证了设计的载波和码NCO性能满足卫星导航接收机的要求.     

双星系统高精度共视授时技术

远距离、高精度的时间同步对SDH通信网、电力系统调控和卫星导航系统等有着极其重要的意义.在深入研究双星定位导航系统与GPS共视授时理论的基础上,提出了采用双星系统共视授时技术实现远距离、高精度时间同步方法,给出具体的计算模型、误差分析、实验平台、数据处理和仿真.实验结果表明,双星系统共视授时技术可以达到15 ns的授时精度,能够实现远距离、高精度的时间同步.     

对电文翻转不敏感的导航信号载噪比估计算法

对于导航接收机而言,获取通道信号载噪比可辅助其提升跟踪精度和定位速度。但在使用传统的宽窄带功率比值法做载噪比估计时,由于该方法对导航电文数据比特的符号翻转敏感,导致其估计精度较低且运算量大。针对这一问题,提出一种对电文翻转不敏感的导航信号载噪比估计算法,该算法立足于在通道稳定跟踪时信号能量集中在I路,且噪声能量均等分散在I、Q两路,使用I、Q路信号能量做载噪比估计。首先,通过公式推导得出其运算表达式,再经计算机仿真确定最佳的单次积分时长和运算组数。结果表明,相较于宽窄带功率比值法,虽然该算法总积分时间略长,但对导航电文翻转不敏感,估计精度可提升5.72 dB或更高。在总积分时间相等的条件下,算法运算量相较于宽窄带功率比值法降低了33.6%。所提算法不仅提高了估计精度,同时降低了运算量,在导航接收机中有一定的应用前景。     

基于驾驶员偏好的智能导航终端开发中的路网权值标定方法研究

路网权值的标定是基于实时路况信息的导航终端系统研发中的一项关键技术.在满足不同驾驶者对于路径规划的差异性需求时,涉及的影响道路权值的因素较多,各个因素在面对不同的驾驶者需求时所体现的重要程度不同.针对各影响因素,依据驾驶者出行选择路径偏好,利用层次分析法,计算出各因素的组合权重,得出路网各段的权值,满足驾驶者对于最优路径的实际导航需求.     

基本GPS技术的自主式个人定位仪

论述了GPS技术的一项新应用—一个人定位与导航系统的设计理论和方法。并讨论了系统的结构和组成,并从硬件和软件两方面阐述了系统的实现。     

基于分层代价地图的光伏电站清扫机器人导航方法

为更好地解决光伏电站清扫机器人工作时因缺少有效边界检测导致的跌落问题,并满足全覆盖清扫工作的需求,提出一种基于分层代价地图的导航方法.在传统分层代价地图的图层上,根据对光伏电站清扫机器人工作环境的分析,增加光伏阵列边界图层,建立清扫区域,使机器人工作空间约束在光伏阵列内;采用弓字形清扫路径和多点巡航清扫策略相结合的导航...     

诱偏暨导航一体化系统中诱偏时延算法

GPS诱偏暨导航一体化系统是通过分布式转发器构建伪星座,通过转发时延控制实现定位区域上的映射关系,使得一定区域内敌方由GPS制导的武器偏离原有目标,实现对重要目标的保护,同时己方通过时延的补偿和转发器位置的确定,实现区域导航.文中提出一种转发时延的控制算法,给出该算法对接收机授时精度的影响,通过理论推导和仿真分析证明所加时延的合理性及系统的可行性.