城区环境下鲁棒定位算法

在城区环境下,不依赖于辅助的手段,获得定位结果面临两大困难.由于信号非常微弱,接收机不能获得伪距等观测量导致无法得到定位解.接收机即使通过弱信号处理等增强措施,获得伪距等观测量,但是由于观测量误差较大,依然不能获得满足要求的定位结果.本文主要针对以上两个问题,提出了各自的解决方案：常规接收机需要完整跟踪4颗或者以上的卫星才能获得定位结果.在城区环境下很难有4颗以上的卫星同时满足要求,因而无法实现定位.本文提出了一种新的方法来解决该问题.只要接收机进入到跟踪模式,即获得1ms以内的观测量即可实现定位.通过延长相干积分的方式,即使信号功率电平在解调门限以下,只要接收机能够跟踪信号,就可以获得定位结果.针对城区环境下多径现象引入的测距误差,导致定位结果偏差较大,本文利用故障诊断的原理,对获得的伪距观测量进行非线性加权处理来改善定位精度.为了验证该算法,采用实际采集的数据来进行验证.     

区域定位系统中高程辅助三星定位算法

提出了一种不受高度限制的区域定位系统高程辅助三星定位算法.该算法既不依赖于先验的位置信息和定位结果,也不需要构建近似椭球方程.算法的关键是在牛顿算法迭代过程中不断更新接收机估算位置到地心的虚拟伪距.结合中国区域定位系统(Chinese Area Positioning System, CAPS) 的试验验证星座开展了仿真分析,结果表明：在用户高度已知的情况下,当高度达到中轨卫星轨道高度(约12×103 km)时,该算法仍能够进行正常的定位解算.在分析高程辅助算法中精度衰减矩阵的基础上,提出了高程辅助下误差椭圆轴长和轴方向的计算公式.结合CAPS试验验证星座仿真分析表明,提出的计算公式可以准确描述误差椭圆的几何特征.     

北斗无源定位的虚拟卫星算法

为了解决现有的气压高度计辅助卫星定位算法计算繁琐或者难于分析定位精度的问题,该文提出虚拟卫星定位算法。该算法根据用户的位置估计值生成一颗"虚拟"卫星,对应的"虚拟"伪距由气压高度计提供,结合用户的可见卫星和测得的伪距来更新用户的位置估计值,反复执行上述过程直至收敛。该算法计算步骤简单,可直接进行定位精度分析。将该算法应用于北斗三星无源定位当中,仿真结果表明:设定气压测高误差标准差为8m,则中国及邻近地区的位置精度因子为8.8至22.4;在清华大学校园进行的静态测试显示,在各个历元上迭代过程只有4～9次,定位均方根误差为42.7m。     

北斗无源定位的虚拟卫星算法

为了解决现有的气压高度计辅助卫星定位算法计算繁琐或者难于分析定位精度的问题,该文提出虚拟卫星定位算法。该算法根据用户的位置估计值生成一颗"虚拟"卫星,对应的"虚拟"伪距由气压高度计提供,结合用户的可见卫星和测得的伪距来更新用户的位置估计值,反复执行上述过程直至收敛。该算法计算步骤简单,可直接进行定位精度分析。将该算法应用于北斗三星无源定位当中,仿真结果表明:设定气压测高误差标准差为8m,则中国及邻近地区的位置精度因子为8.8至22.4;在清华大学校园进行的静态测试显示,在各个历元上迭代过程只有4～9次,定位均方根误差为42.7m。     

全球卫星定位系统的数学分析与算法

在卫星时钟、系统时钟、用户接收机时钟同步为前提假设的基础上,描述了用户接收机定位的数学原理;又在以上时钟非同步条件下建立用户接收机位置定量求解模型和算法,在线性化的基础上,用迭代法进行位置求解.为定位软件的设计提供了理论依据.     

一种新型软件接收机定位解算方法

随着卫星导航产业的飞速发展,对于定位解算的精度和速度要求也不断提高,为了满足现代高精度、快速性定位的要求,提出一种新型软件接收机定位解算方法,该方法对伪距方程组中的公共白噪声和时钟误差进行消除,然后再进行迭代计算,最后采用位置差分的方法对迭代结果进行差分运算得到定位结果。计算机实验仿真,结果表明,与传统的最小二乘法相比,该方法具有更高的定位精度以及更快的迭代速度,对于软件接收机定位解算的研究具有重要的意义。     

空中节点GPS定位技术研究

GPS动态精密单点定位以其作业简便,不依赖其他基准站系统等优点,广泛应用于导航定位、GIS数据采集、科学考察等领域,成为近年来导航与定位技术的研究热点。本文主要介绍了GPS单点定位的基本原理,把用户接收机当做空中节点,模拟了用户接收机的位置,并用Matlab拟合出了牵引着用户接收机的锚的位置。结果表明,这种定位算法精确度很高,能满足设计要求,说明了算法的合理性。     

对可合作高速移动目标快速精确定位的一种方法

针对可合作目标的多站定位中所存在的问题,提出了可实现快速精密测量的解决方案：一是采用载波相差和时差相组合的方法实现对坐标位置的快速测量,二是通过引入浮动测量周期,且应用最优估计算法实现各测量站间的同步测量.简述了基本的系统设计框架.     

非视线传播环境下基于TOA的综合无线定位算法

针对精确无线移动定位系统中影响定位精度的非视线(NLOS)传播误差问题,在简要分析几种最新NLOS误差消除算法的基础上,提出了一种新的基于信号到达时间(TOA)的综合位置确定算法.该算法首先通过残差排序筛选找出距离测量集合中具有最小残差平方和的伪距测量子集合,达到初步消除NLOS误差的目的;然后采用一种简化的伪距尺度约束算法优化伪距尺度因子,从而得到较准确的距离测量值,以进一步提高定位精度.仿真结果表明这种新方法比线性位置线算法和泰勒级数展开最小二乘位置估计算法性能优越,在一定程度上提高了无线定位的准确度.     

基于检测概率和波达角估计的单接收机定位方法

为了解决对未知干扰源定位的问题,采用基于检测概率和波达角估计的单接收机定位方法,只需一个参考节点就可以确定干扰源的位置。该方法采用能量检测作为接收机的感知模型,利用接收机的感知结果估计距离参数;使用天线阵列的测量数据,采用多重信号分类算法估计角度参数,从而得到目标的坐标。仿真实验证实了该方法精度较高,能够有效估计干扰源的位置。