高精度卫星导航定位行业发展综述

本文以高精度卫星导航定位行业的发展为研究对象,论文首先分析了卫星导航定位行业的发展现状和基本特点,进而探讨了卫星导航定位应用市场的规模与发展现状,在此基础上,笔者详细分析了卫星导航定位行业细分产品市场的竞争态势,探讨了整个行业发展的趋势,全文是对我国高精度卫星导航定位行业现状与未来发展趋势的全面总结与分析,相信对相关同行有着重要的指导作用。     

高精度GPS定位研究概述

自1978年2月22日第一颗GPS卫星发射以来,人们便开创了以导航卫星为动态已知点的无线电导航定位的新时代。获得高精度的测站信息成为了高精度GPS定位所追求的目标。该文主要论述了高精度GPS定位研究现状以及关键环节的发展状况,例如,周跳的探测及修复、整周模糊度的确定以及卫星定轨等,并阐述了高精度GPS定位未来的研究重点以及发展趋势。     

高精度水声定位技术的发展现状及关键问题

随着海洋开发活动的深入,海洋定位与导航的需求从水面以上转变为水上、水下的全部海洋空间.尽管全球导航卫星系统极大地推动了大地测量与导航定位领域的全新发展,但电磁波在水体中快速衰减的特性使其无法直接用于水下目标的定位与导航.声波在海水中具有良好的传播特性使得水声定位技术被广泛研究,不仅研发出了多种民用领域常用的水声定位系统,水声定位技术也成为构建海洋大地测量基准的核心技术之一.在分析总结水声定位技术方法和理论体系发展现状的基础上,对高精度水声定位技术发展的若干关键问题进行了探讨和展望.     

干涉式量子定位辅助卫星导航周跳探测与修复方法

快速准确对周跳进行探测与修复是卫星导航高精度定位必须解决的关键问题。干涉式量子定位系统达到高精度必须具有良好PDOP(位置精度因子),但是受基线布置的影响,在整个覆盖区的PDOP并不能保证都是理想的。提出了利用干涉式量子定位某个方向高精度测距信息辅助卫星导航,进行周跳探测与修复方法。推导了干涉式量子定位与卫星导航网络RTK两者结合的定位方程,在新的定位模型下,采用Household变换以及LAMBDA算法,充分利用量子高精度测距所提供的信息,逐历元计算出卫星导航RTK测量中双差的整周模糊度,从而根据该模糊度的变化进行周跳的探测与修复。仿真分析表明:该方法可以在单历元内检测到周跳的存在,并在后续的短历元内正确地修复周跳。     

卫星导航技术发展向何处去

综述了导航定位技术的新进度,特别是卫星导航定位技术的新进展,探讨了GPS后的卫星导航技术的发展趋势和方向,介绍了多模卫星导航系统的兼容和互操作、卫星导航与地面移动网的融合和互补、导航和通信融合技术的发展,以及入向卫星定位通信系统和双向卫星定位通信系统的出现.最后还展望了导航定位信号及功能融入到通信链路中去的可能性.     

轨道动力学修正模型及其在北斗短时星历预测中的应用

对于具有低功耗和小型化需求的便携式卫星导航终端设备,准确的星历预测更有利于其快速定位,实现节能与器件小型化.在传统卫星轨道动力学模型预测方法的基础上,提出了含太阳、地球和月球的万有引力以及太阳光压之外的其他摄动力修正项的修正模型.利用导航卫星轨道位置的周期性特性,在轨道平面下对该修正项进行数值建模,通过北斗导航卫星的历史广播星历数据获得修正项参数的短时拟合值,进而对北斗导航卫星进行星历预测.最后,通过北斗导航卫星的实际星历数据验证了该修正模型对提高短时星历预测精度的可行性.     

DS/CDMA接收机高精度时钟同步及其校准技术

介绍了以卫星导航系统时钟为参考时间基准，通过时间比对的方法，实现对卫星接收机高精度频率源OCXO的时钟同步及校准，成功地解决了卫星导航系统与卫星接收机时钟同步的问题，为卫星导航定位电文解算提供可靠的时序．正确地解算导航电文，以保证后续的位置定位的精度要求．     

泉州市卫星导航产业发展现状、问题及对策研究

该文分析了泉州市卫星导航产业面临的国内外产业发展大环境、机遇和挑战,探讨了泉州卫星导航产业发展的现状、存在问题,提出推动泉州市卫星导航产业发展的对策和措施。     

低轨星座导航增强能力研究与仿真

低轨卫星星座具有几何图形变化快、落地信号功率强、全球天基监测覆盖等天然优势,可对中高轨全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)星座进行有效补充和增强,提升全球定位、导航与授时(Positioning,Navigation and Timing,PNT)服务的精度、完好性、可用性和抗干扰等能力,已成为下一代卫星导航系统重要的发展方向.本文总结了国内外低轨星座发展现状,对不同低轨星座进行了分析和设计,对低轨星座提升导航定位精度、加速精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)收敛、全球天基监测等导航增强能力进行了分析,重点论证了低轨星座突破现有中高轨GNSS技术瓶颈的机遇和体系增量能力,给出了相应的仿真分析结果,以期对我国低轨星座和北斗卫星导航系统的融合发展提供参考和建议.     

北斗基本导航电文定义与使用方法

导航卫星发播的导航电文信息是用户导航定位的空间基准和时间基准.本文主要讨论了北斗卫星导航系统发展现状,介绍了北斗卫星导航系统发播信号特征与信息内容以及北斗系统时空基准与GPS(Global Positioning System)差异,在此基础上,详细给出了北斗基本导航电文中的卫星钟差与TGD(Time Group Delay)参数、卫星星历参数、电离层延迟模型参数的定义与使用方法,并结合实际应用,给出了用户使用北斗导航电文时需要特别注意的一些问题.     

浅析我国北斗导航系统的发展

卫星导航的研发已进入高速发展时期,我国北斗也在与时俱进。本文首先介绍了我国北斗导航系统的构成及定位原理,接着分析了我国北斗导航卫星系统应用特点及北斗导航卫星与国外导航卫星的比较。最后就我国北斗卫星导航系统面临的各种问题及挑战,并提出了相应的应对方案。     

极轨气象卫星NOAA AVHRR数据的高精度定位

针对极轨气象卫星 Ｎ Ｏ Ａ Ａ Ａ Ｖ Ｈ Ｒ Ｒ 数据的高精度定位,提出了一种从直接定位、导航定位、几何精校正三方面综合考虑的方案。该方案通过建立精确的卫星运动轨道模型、卫星摄动模型,采用对称椭球体的地球形态模型和融入卫星姿态的地面扫描点位置的计算方法,使直接定位精度达到３ 个像元。通过定量分析影响导航定位精度的主要因素,提出了融合卫星时间漂移校正、调整卫星轨道根数和估算卫星姿态偏差的导航定位新算法。在导航定位和几何精校正中,利用具有足够定位精度的１∶１００ 万数字地图数据和高分辨率 Ｌａｎｄｓａｔ Ｔ Ｍ 图像,提取地面控制点和控制块,使 Ａ Ｖ Ｈ Ｒ Ｒ 数据导航定位精度达到１ 个像元,几何精校正定位精度达到０５ 个像元     

GPS在车辆定位导航系统中的应用研究

以车辆定位导航为切入点,概括了导航定位方法,介绍了卫星导航定位的发展历程,阐述了GPS的组成和导航定位原理,结合国内外车载GPS的应用与发展,重点阐述了GPS在车辆导航定位中的应用。     

关闭部分导航信号实现区域定位阻断对全球定位性能的影响分析

在导航战中,可采用关闭己方部分卫星信号的方法或对己方卫星信号实施干扰的方法在区域范围内(如战区内)阻止对方单独使用己方的卫星导航定位系统进行定位服务.文中以关闭部分GPS卫星信号来阻止目标点定位为例,描述了关闭部分导航信号实现区域定位阻断的方法及仿真流程,定义了导航定位性能评估方法以及一种基于不可定位区域最小准则的导航信号关闭策略,并就关闭部分卫星信号实现区域定位阻断对全球定位授时性能产生的影响进行了分析讨论.仿真结果表明,关闭部分卫星信号阻止目标点使用定位服务,会导致全球49%以上地区的用户无法使用普通民用定位服务,并使全球民用用户的定位可用性受到一定影响.本文分析结果可为我国未来的卫星导航系统的民用信号反利用以及系统安全策略提供理论支撑.     

GPS时钟同步在航管科技自动转报系统的实现

高精度时间基准已经成为民航通信、卫星、雷达系统的基础保障平台之一。GPS卫星导航定位系统可提供高精度、全天时、全天候的导航、定位和授时服务,授时性能优异;高精度、低成本;安全可靠;全天候;覆盖范围广。本文通过应用GPS时钟同步,利用NTP协议,通过网络用最简单而实用的方式改造现有生产环境,增加了自动转报系统的功能模块,排除了因时间误差引起的故障的风险源。实现了技术革新和改造,对类似的兄弟单位有借鉴的意义。     

卫星导航定位课程教学研究与实践

该文针对非大地测量专业研究生卫星导航定位课程的教学内容和授课模式进行了探讨,在传统的课堂授课的基础上,增加了专题讲座与课堂讨论,激发了学生的学习兴趣。实践表明,该方式对学生深入掌握卫星导航定位概念和原理起到了较好的促进作用。     

高性能导航增强测试信号模拟器技术研究

高性能导航增强测试信号模拟器集中反映了国家卫星导航系统建设与应用的技术水平,课题涉及导航卫星轨道高精度仿真、导航信号精密生成、载波相位精确控制和传输误差仿真等许多高精尖技术,是国际卫星导航领域争夺的战略制高点之一,其性能水平将直接影响我国卫星导航终端产品参与国际市场竞争的能力。随着我国北斗二代卫星导航系统建设和应用产业化的推进,测量型、高动态型、抗干扰型等用户终端检测已经成为我国GNSS高端用户终端研制与应用的瓶颈难题。国外一直将高端高性能导航增强测试信号设备作为制约我国卫星导航系统建设和发展的重要手段并一直对我国禁运。研究具有独立自主知识产权的高性能导航增强测试信号模拟器及标校技术,有利于提升我国卫星导航系统的国际竞争能力,促进我国卫星导航终端产品研制水平,加速我国导航设备示范应用产业化进程具有极其重要的意义。课题从研究途径来看可以划分为多体制和高性能两个关键点,其中"多体制"是实现多星座多体制卫星导航信号和地面导航增强信号仿真;"高性能"是要在既有信号模拟技术基础上进一步突破高精度模拟的性能瓶颈;最后为了充分发挥检测系统的测试作用,提高系统可用性,需要研究相关测试理论及实现技术。研究涉及的算法模型与技术包括多体制高性能GNSS模拟器数学仿真技术、精密信号时延控制与高质量信号生成技术、高精度高动态GNSS射频信号模拟技术、GNSS仿真信号高精度校核与可信度评估技术等。     

前言

卫星导航发展已进入百花齐放、群星争艳的时代.全球卫星导航系统GPS和GLONASS已经建成并投入使用,不仅促进了导航定位理论与应用的变革,也促进了相关产业的长足发展.为提高卫星导航定位的自主性、安全性、完好性．     

基于非线性自适应回归神经网络的GPS/IMU组合导航方法

车道级高精度定位导航是智能网联汽车的基本配置,全球定位系统(globlal positioning system,GPS)/惯性测量单元(inertial meansurement unit,IMU)组合导航是高精度定位的关键技术之一。根据汽车行驶过程中高精度定位要求,提出了应用于智能网联汽车的基于非线性自适应回归(nonlinear autoregressive exogenous,NARX)神经网络的GPS/IMU组合导航方法。首先,根据IMU传感器数据特性,建立了基于扩展卡尔曼滤波的惯性导航系统(inertial navigation system,INS)模型,其次,基于NARX神经网络,建立了GPS/INS组合定位训练和预测模型,然后,基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)、实时动态差分技术(real-time kinematic,RTK)、INS等技术,设计了智能网联汽车RTK高精度定位数据采集实验系统,并收集了实验数据。最后,对NARX网络训练误差和GNSS信号长时间失效情况下定位预测误差进行了讨论与分析。实验结果表明,该方法在GNSS信号失效5 min情况下,定位预测误差在2. 5 m以内,满足一般情况下,短、中、长隧道中智能网联汽车定位应用要求。     

GPS技术在手机中的应用浅析

GPS即全球定位系统(Global Positioning System),是随着现代科学技术的发展而建立起来的卫星导航定位系统。目前,GPS卫星定位技术正广泛应用于测绘、交通、物流等多个领域。尤其是近两年,GPS迅速应用到了手机行业中。本文分析了GPS在手机中可实现的功能,以及GPS技术如何与手机融为一体。