一种动态整周模糊值求解算法及其仿真分析

针对GPS应用中的动态整周模糊值求解问题,结合Z变换减少模糊值参数的强相关性和FASF(快速模糊值搜索滤波器)算法递归确定模糊值搜索空间的优点,提出了基于Z变换增强FASF的整周模糊值求解算法,并给出了计算机实验结果。仿真结果表明,相对于传统的模糊值解算算法,该算法能显著降低整周模糊值解算所需要的历元数目,提高整周模糊值解算的效率和实时性,对GPS实时高动态定位和GPS实时姿态测量的工程应用及理论研究具有参考价值。     

遗传算法在DGPS动态整周模糊度解算中的应用

在基线长度已知的情况下，利用零空间约束动态求解GPS（Global Positioning System）双差整周模糊度，进行解的去相关后，应用改进的遗传算法在整周模糊度空间内寻优。根据实测算例解算结果表明，该改进的遗传算法在较少种群数时获得了较好的搜索结果。     

使用单点定位误差补偿提高姿态测量精度

提出采用补偿单点定位误差的方法提高GPS姿态测量系统的精度。介绍GPS姿态测量系统的直接计算法,然后采用Z变换增强FASF算法求解载波相位整周模糊值,最后给出了采用补偿单点定位误差的GPS姿态测量系统的系统流程和计算机实验结果。实验表明,提出的方法可有效地提高姿态测量系统的测姿精度。     

改进LAMBDA算法实现BDS双频整周模糊度快速解算

利用北斗卫星导航系统进行基线解算时,正确解算模糊度是关键问题.利用北斗卫星导航系统双频载波相位观测值组成宽巷双差观测值,运用目前被认为效果最好的模糊度解算方法——LAMBDA算法解算宽巷双差整周模糊度,但是,该算法存在模糊度浮点解偏差大,搜索范围大的缺点.因此,该文提出利用Tikhonov正则化改进LAMBDA算法,对宽巷双差观测方程中未知参数的系数矩阵进行奇异值分解,用分解后的协方差矩阵替换LAMBDA算法中的协方差矩阵进行宽巷双差整周模糊度的搜索,提高了宽巷双差整周模糊度浮点解的精度和模糊度固定正确率.改进后的LAMBDA算法模糊度浮点解偏差平均值从1.0829周减少到0.0059周,方差值从4.0534周减少到0.0479周,模糊度固定正确率从93.52%提高到100%.     

GPS载体姿态测量技术研究

本文首先介绍了ＧＰＳ姿态测量技术的原理,包括坐标转换、相位干涉等,并在此基础上重点讨论了基线矢量解算过程中存在的相位模糊问题。在低精度基线较短时可采用搜索方法,并推导了模糊空间的大小和搜索检验方法;在高精度基线较长时,可采用多天线辅助解相位模糊,并推导了为满足给定的整周模糊错误概率和一定精度要求时,所需的相邻基线长度比及所需的天线阵元总数,同时给出了实例。本文的研究对ＧＰＳ姿态测量的工程应用具有一定的参考价值。     

基于INS辅助CLAMBDA与AFM的GPS/INS组合导航测姿方法

为了提高全球定位系统(global positioning system,GPS)定姿的性能及成功率,将带约束的最小二乘降相关平差法(constrained least squares ambiguity decorrelation adjustment,CLAMBDA)与模糊度函数法(ambiguity function method,AFM)两种算法相结合,同时利用惯性导航系统(inertial navigation system,INS)姿态信息进行辅助,提出了一种GPS/INS组合定姿方法。在CLAMBDA解算过程中,将INS姿态信息与GPS载波相位和码伪距联合解算浮点解,然后再进行固定解搜索,如果姿态解算错误,则用AFM算法得到的姿态角进行替换。其间,用INS姿态信息缩小AFM的搜索范围。之后,GPS/INS进行组合滤波。通过实际系统跑车实验表明,相比于原算法,该算法能有效提高GPS定姿的成功率。     

基于GPS/地磁组合弹体滚转姿态测量方法

在全球定位系统(global positioning system, GPS)/地磁组合测量方法的基础上,对组合测量过程中存在地磁测量盲区问题进行了研究分析。针对磁阻传感器在测量弹丸滚转姿态时因有可能出现的磁探测盲区而造成解算结果不准确的情况,提出了利用弹丸的速度倾斜角代替滚转姿态输出的思路,建立了基于GPS弹丸速度倾斜角的解算模型,根据GPS的量测输出信息,对弹丸的速度倾斜角进行测量解算,并对采用弹丸的速度倾斜角代替滚转姿态输出的可行性进行了理论验证。通过数值仿真计算验证了该解算方法的正确性,有效弥补了磁探测盲区出现时组合测量解算误差较大或无法解算的不足,在一定程度上提高了GPS/地磁组合弹体滚转姿态解算的精度。     

基于DSP的运动体姿态实时解算系统设计与仿真

针对姿态实时测量解算的需求,设计了基于DSP的运动体姿态实时解算系统的整体方案,并就方案中涉及的捷联算法、初始对准及修正算法、姿态角扩展方法做了比较详尽的分析。同时通过采用实际MIMU测量硬件对系统进行了初步验证实验,实验结果表明,算法正确,系统基本满足要求,为今后的进一步工程应用提供了研制基础。     

基于降阶模型的GPS/PINS组合导航试验研究

卡尔曼滤波器的计算负担与其阶数的三次方成正比，为了研究GPS／PINS（Platform Inertial Navigationsystem）组合导航系统的性能，基于卡尔曼滤波器降阶模型，设计了GPS／PINS实时组合导航跑车试验系统，跑车试验过程中实时采集GPS的位置和速度信息以及平台惯组的加速度和姿态角等信息，进行滤波解算，实时输出解算结果。为评估二者的组合效果，同时接入差分高精度GPS，跟组合结果进行比对。试验结果表明，基于降阶模型的组合导航系统可以满意的完成导航任务。     

RBUKF算法在GPS实时定位解算中的应用

迭代最小二乘法（iterative least square, ILS）是GPS实时定位解算中使用最为广泛的方法,而近年来扩展卡尔曼滤波（extended Kalman filter, EKF）和无轨迹卡尔曼滤波（unscented Kalman filter, UKF）也在定位解算中逐步得到应用。主要研究了UKF算法的改进型RBUKF算法在GPS实时定位解算中的应用。首先建立了滤波模型,并通过分析和调试得到了滤波器参数,最后使用真实卫星数据对算法进行了验证。实验结果表明：RBUKF算法的定位精度优于EKF和ILS,与UKF基本相同,而其计算量小于UKF和EKF。     

Research on ambiguity resolution aided with triple difference

The ambiguity resolution in the field of GPS is investigated in detail. A new algorithm to resolve the ambiguity is proposed. The algorithm first obtains the floating resolution of the ambiguity aided with triple difference measurement. Decorrelation of searching space is done by reducing the ambiguity covariance matrix＇s dimension to overcome the possible sick factorization of the matrix brought by Z-transformation. In simulation, the proposed algorithm is compared with least-squares ambiguity decorrelation adjustment （LAMBDA）. The result shows that the proposed algorithm is better than LAMBDA because of lesser resolving time, which approximately reduces 20% resolving time. Thus, the proposed algorithm adapts to the high dynamic real-time applications.     

运动学辅助GPS实现SAR卫星姿态测量算法

针对姿态对星载SAR成像质量的重要影响,提出一种借助于SAR卫星姿态运动学特性和GPS宽波载波相位信息进行SAR卫星姿态测量的算法。该算法利用SAR卫星运动学模型建立状态方程,借助于GPS宽波载波相位姿态测量方程和SAR卫星姿态矩阵的特性建立观测方程,用卡尔曼滤波算法求解SAR卫星的姿态参量。给出算法的详细描述和仿真,仿真表明算法可以提供高精度SAR卫星姿态测量值。     

Design and application of single-antenna GPS/accelerometers attitude determination system

In view of the problem that the current single-antenna GPS attitude determination system can only determine the body attitude when the sideslip angle is zero and the multiantenna GPS/SINS integrated navigation system is of large volume, high cost, and complex structure, this approach is presented to determine the attitude based on vector space with single-antenna GPS and accelerometers in the micro inertial measurement unit （MIMU）. It can provide real-time and accurate attitude information. Subsequently, the single-antenna GPS/SINS integrated navigation system is designed based on the combination of position, velocity, and attitude. Finally the semi- physical simulations of single-antenna GPS attitude determination system and single-antenna GPS/SINS integrated navigation system are carried out. The simulation results, based on measured data, show that the single-antenna GPS/SINS system can provide more accurate navigation information compared to the GPS/SINS system, based on the combination of position and velocity. Furthermore, the single-antenna GPS/SINS system is characteristic of lower cost and simpler structure. It provides the basis for the application of a single-antenna GPS/SINS integrated navigation system in a micro aerial vehicle （MAV）.     

基于三步搜索算法的解距离模糊方法

一维聚类距离解模糊算法是雷达探测中常用的稳健解模糊算法。该算法通过优化最小误差获得当前视在距离的不模糊距离值。基于逐步减少测距误差的思路,提出了三步搜索算法解距离模糊。首先对距离误差限定三个不同的误差要求,然后代价误差由大到小逐步加严,同时在前步距离区间的基础上逐步缩减不模糊距离的区间范围,直到解得不模糊距离。仿真实验结果表明三步搜索算法的有效性。     

外辐射源雷达模糊函数的快速算法与硬件实现

外辐射源雷达作为一种新体制雷达在探测低空小目标应用中得到了广泛的关注。针对外辐射源雷达利用模糊函数探测目标时延和多普勒频移的计算量大、难以满足系统实时性要求的问题,提出一种快速计算模糊函数方法。首先，将数据进行分段;然后，对分段后数据分别进行相关运算和抽取滤波;最后，用快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)算法对数据进行处理,显著提高了模糊函数的计算效率,并在现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)上实现了该算法。实测结果表明了该算法的可行性，研究成果为外辐射源雷达系统算法硬件化提供了参考依据。     

外辐射源雷达模糊函数的快速算法与硬件实现

外辐射源雷达作为一种新体制雷达在探测低空小目标应用中得到了广泛的关注。针对外辐射源雷达利用模糊函数探测目标时延和多普勒频移的计算量大、难以满足系统实时性要求的问题,提出一种快速计算模糊函数方法。首先，将数据进行分段;然后，对分段后数据分别进行相关运算和抽取滤波;最后，用快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)算法对数据进行处理,显著提高了模糊函数的计算效率,并在现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)上实现了该算法。实测结果表明了该算法的可行性，研究成果为外辐射源雷达系统算法硬件化提供了参考依据。