GPS/INS相对导航鲁棒扩展卡尔曼滤波方法

针对绕飞模式下追踪器与合作目标间的GPS/INS组合相对导航问题,考虑追踪器的惯量阵存在不确定性,为提高相对导航系统的精确性和稳定性,提出了一种GPS/INS组合相对导航的鲁棒扩展卡尔曼滤波算法. 该算法采用近似线性化方法将相对导航系统中的非线性函数进行泰勒级数展开,并将线性化引起的模型误差作为不确定项来处理,结合鲁棒卡尔曼滤波算法,设计了GPS/INS组合相对导航的鲁棒扩展卡尔曼滤波算法. 仿真结果表明,该方法相对位置的估计精度为0.1 m,相对姿态的估计精度为0.001°,相对导航精度很高,且对追踪器惯量阵存在的不确定性具有很好的鲁棒性.      

H∞滤波在GPS/INS组合导航系统中的应用研究

根据H∞鲁棒滤波理论,提出了基于H∞滤波技术的GPS/INS全组合导航系统,利用了GPS和INS提供的位置、速度和姿态信息,并对该系统的滤波算法进行仿真.仿真结果表明,在GPS/INS组合中采用H∞滤波,不仅保证了组合系统导航精度,提高了滤波的鲁棒性,而且能够防止滤波发散.     

组合导航系统新息自适应卡尔曼滤波算法

全球定位系统(GPS)量测噪声的不稳定变化将造成惯性导航系统(INS)/GPS舰用组合系统卡尔曼滤波器性能下降,在对自适应卡尔曼滤波器分析的基础上,提出了一种新的基于新息估计的自适应卡尔曼滤波算法.该算法通过计算新息方差强度的极大似然估计最优估计,将新息方差计算直接引入卡尔曼滤波器的增益计算.仿真结果表明,本文方法较标准卡尔曼滤波器可以提高系统精度和抗干扰能力.     

基于UKF的INS/GPS组合导航系统仿真

通过Unscented卡尔曼滤波(UKF)算法,研究INS/GPS紧耦合组合导航系统中滤波算法的问题,避免了对非线性的系统方程进行线性化。同时将自适应原理引入UKF,给出了一种自适应UKF算法。将EKF、UKF和自适应UKF分别应用到INS/GPS组合导航系统的滤波中。仿真结果表明,相比UKF算法,自适应UKF算法进一步提高导航解的精度和收敛速度,同时系统的鲁棒性也得到了提高。     

基于变分贝叶斯原理的SINS/GPS组合导航VB-CKF滤波算法

系统量测噪声统计量不准确能引起组合导航系统滤波精度下降甚至发散,在变分贝叶斯原理的基础上,以容积卡尔曼滤波(CKF)为基础滤波器,导出基于变分贝叶斯的自适应容积卡尔曼滤波(VB-CKF)算法,仿真结果表明：在SINS/GPS组合导航系统中,VB-CKF算法较CKF算法能有效减少系统量测噪声统计量变化对滤波精度的影响,是一种具有广泛应用前景的SINS/GPS组合导航滤波算法。     

基于EMD-小波随机消噪模型的GPS/INS组合导航

为提高GPS/INS组合导航精度,提出了EMD-小波INS随机误差削弱模型.首先分析了GPS/INS组合系统的误差特点,给出组合导航的基本原理.基于EMD的多尺度结构,结合小波分解理论,提出基于EMD-小波的GPS/INS组合导航技术路线.采集新南威尔士大学校园内的实测数据,分别选用1s与2s的GPS采样信息和100 Hz的INS数据,进行融合试验.用随机模型消噪前后的INS数据计算导航解,并与GPS测量的位置进行比较,分析误差分布情况.结果表明,滤波后的INS自主导航解要优于滤波前.当GPS更新周期为1 s时,X,Y,Z方向上导航精度分别提高9.07％,13.89％,35.14％,残差最大值分别减小2.62％,19.54％,31.23％.当GPS更新周期为2s时,X,Y,Z方向上导航精度分别提高17.82％,23.46％,22.48％,残差最大值分别减小14.34％,28.85％,17.48％.     

GPS/INS延时估计与基于残差重构的延时补偿算法

传感器采样延时是多传感器信息融合过程中面临的一个重要问题,全球定位系统/惯性导航系统(GPS/INS)的组合导航系统是智能汽车常用定位方式,但常面对GPS采样延时的问题,因而会造成对INS误差状态的错误估计,影响定位定速的精度.本文针对该问题,在传统的GPS/INS松耦合组合导航模型的基础上提出一种延时估计和补偿的算法.首先建立延时估计模型,估计时间同步误差,然后构建残差传播方程,利用残差重构的方式进行延时补偿,实现基于软件的时间同步.根据试验中对速度、位置误差及均方根误差的分析,改进的滤波算法有效地降低了GPS采样延时引入的误差,提高了定位和定速的精度.     

BDS、GPS及其组合系统伪距单点定位精度分析

为研究北斗卫星导航系统(BDS)和BDS/GPS组合系统的定位性能,根据实测数据对比分析了GPS、BDS及BDS/GPS组合系统的可见卫星数、空间位置精度因子(PDOP)和伪距定位结果,以及BDS地球静止轨道(GEO)和中圆轨道/倾斜轨道(MEO/IGSO)卫星的定位结果;针对BDS与GPS观测值之间的精度差异,分别采用等权模型、高度角模型和Helmert模型研究组合系统的最优随机模型。研究表明:组合系统卫星的空间几何分布优于单系统;BDS定位的平面精度低于GPS,高程精度高于GPS,而BDS/GPS组合系统平面和三维精度高于单个系统;Helmert验后估计模型能够提高BDS/GPS组合定位的高程和三维定位精度。     

IMM-SRUKF在GPS/INS组合导航中的应用

针对无迹卡尔曼滤波(UKF)鲁棒性不强的问题,结合全球定位系统/惯性导航系统(GPS/INS)紧组合模型特点,提出了基于交互式多模型(IMM)的混合平方根无迹卡尔曼滤波(SRUKF)算法.该算法采用交互式多模型结构,克服了模型不确定性因素的影响;采用平方根滤波技术,解决了协方差矩阵难以保持正定的问题.同时,考虑到内部滤波器与线性/非线性模型不匹配,引入混合滤波思想,对SRUKF进行了优化.将新算法应用于紧组合模型进行仿真,结果表明:新算法能够以适当的时间复杂度,获得较强的鲁棒性能,适用于复杂的导航环境.     

基于性能评估的INS/RADIO组合导航系统研究

现代民机的惯性导航系统输出的导航参数多,自主性强,但误差随时间积累,而陆基无线电导航系统定位精度不受使用时间的影响,但易受周围环境、电磁干扰等外界噪声和接收机噪声的影响。综合两种导航系统的优点,本文提出了基于导航性能评估的INS/RADIO组合导航方案。根据当前组合模式的传感器输出计算出实际导航性能(ANP),然后同导航数据库中预先设定的导航性能需求(RNP)进行比较,筛选出符合RNP的台站,并从中选择出精度最高的组合模式,最终完成位置输出。仿真结果表明,INS/RADIO组合导航能有效抑制无线电的位置噪声,由于导航性能评估的参与导航系统的位置精度得到进一步提高。     

GPS and mobile multisensor mapping system

The latest development and evolution of surveying and mobile mapping technologies opens new avenues for the acquisition, update, fast and online processing of data. Currently mobile mapping systems are supported by a series of advanced technologies, including GPS and Inertial Navigation Systems (INS), imaging sensors of high-resolution CCD, SAR, multispectral and hyperspectral sensors, portable computers and highly intelligent processing/automation algorithms. This paper outlines recent developments of micro-GPS technology and integrated mapping systems, including accuracy,integration with GIS and communication techniques. The definition and history of the Mobile Mapping System(MMS) is reviewed and briefly outlined. Advancements in low-cost, micro-GPS technologies are emphasised.Some new advancements of the current MMS will be reviewed to demonstrate recent progress and future trends of development. A few commercial MMSs are also assessed.     

5S技术与测绘的结合

介绍了全球定位系统(GPS)、数字摄影测量系统(DPS)、遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)和专家系统(ES)5大现代技术(简称5S)的内容及特点，简述了5S技术的相互结合给遥感到给学科带来的技术革命及发展前景。     

基于PDA的土地变更调查系统设计与实现

针对土地资源的日益紧张,提出了多种土地利用状况调查技术方法,但是在外业土地变更调查方面,仍然不能快速、及时、准确的提供现势性数据。不能提供用户多源信息(专题信息及辅助GIS、RS、GPS等信息)平台是其中关键问题之一。提出在PDA基础上建立移动GIS环境下的土地变更调查综合系统。实现移动GIS环境下的遥感信息与GIS专题信息有效结合、变化信息核实、外业GPS量测与数据处理、土地利用数据更新及自动更新专题数据库等。在实践应用过程中证明,该方法切实可行,使土地利用变更调查的效率和精度大幅提高,是一种有广泛应用前景的技术方法。     

GPS在水库库容测量中的应用

介绍了一种综合库容测量系统,在水库水下地形测量中,通过对ＧＰＳ定位技术为基础的ＧＰＳ－ＤＦＳ三维数据自动采集系统,快速准确地采集高密度,高精度的水下地形数据,为建立新的库容曲线提供可靠的第一手资料,应用地理信息系统ＡＲＣ／ＩＮＦＯ软件,进行测量数据的综合处理、自动成图及库容计算,进一步提高了库容曲线的精度。     

3S技术与测绘学科发展的关系

介绍了３Ｓ，即全球定位系统（ＧＰＳ）、遥感（ＲＳ）、地理信息系统（ＧＩＳ）的基本概念及其理论技术与特点，论述了３Ｓ技术与测绘学科发展的关系     

基于移动GIS和GPS集成的绿化调查关键技术

以掌上电脑为移动设备,采用GPS（全球定位系统）、RTK（实时动态定位）技术,实现了移动GIS（地理信息系统）和GPS的集成.对移动GIS空间数据组织、GPS采集数据的GIS表达、GPS坐标转换等关键技术进行了研究,提出了一种适合于移动环境的GPS坐标转换模型,利用最小二乘法进行了坐标转换参数的求取与平差.构建了应用于绿化调查的移动GIS和GPS集成系统,利用该系统对上海某区进行了绿化信息调查试验.结果表明,所提出的GPS坐标转换模型和所实现的绿化调查系统,在移动环境下具有较好的高效性和实用性.     

基于GPS双天线测量的旋偏角自动纠正系统设计

旋偏角是影响航摄重叠度的主导因素,如何有效控制航摄过程中的旋偏角,是保证航空摄影质量和效率的关键。研究基于GPS双天线定向测量技术,进行航摄旋偏角自动纠正系统设计,从而将GPS定向测量技术集成应用到航空摄影测量领域,最后通过地面模拟验证了其应用的可行性。     

GPS测量数据处理的应用研究

结合在测量工程中应用ASHTECH和TRIMBLEGPS接收机的实践 ,本文主要说明了GPS数据处理过程中 ,对基线向量解算的人为干预处理、独立边的选取、闭合环检查、限制GPS网的投影长度变形及其成果的检验问题。     

GPS地面控制网对横向贯通误差影响的分析

横向误差在贯通测量中至关重要。当地面控制采用GPS网时,其二维平差一般是先将WGS—84椭球(E_0)上的三维向量,经高斯投影公式转换成地方椭球(E_1)上的二维向量后再进行平差,得各GPS点的高斯平面坐标,最后由坐标平移和旋转公式得施工平面坐标。同时也分析了这一数据处理过程对贯通横向误差的影响。图1,表2,参10。