Vondrak滤波法用于结构振动与GPS多路径信号的分离

根据Vondrak滤波法在信号的截断频带上具有较高信号分辨率的特点，将Vondrak带通滤波法应用于全球定位系统（GPS）结构变形监测中以分离结构振动和多路径效应的影响。对GPS实际观测资料进行分析，结果表明：采用该方法不仅能从坐标序列中成功提取结构振动信息，也能正确分离载波相位双差观测值的残差序列中的结构振动和多路径效应影响，因而在提高GPS定位精度上具有较大的应用潜力。     

变形监测中GPS多路径效应的削弱方法研究

本文主要从GPS的基本观测方程出发,通过数学分析的方法,在GPS观测值之间建立数学模型,进一步分别推导了伪距观测值和相位观测值中多路径效应的影响。此外,主要研究了利用相位平滑伪距削弱伪距多路径误差的方法,以及利用小波分析的方法对GPS多路径值序列进行分解和重构,提取出高精度的多路径误差,并通过实验数据分析了几种方法中的多路径效应。     

基于改进粒子滤波算法的GPS多路径效应理论与试验研究

为了有效地提高GPS定位结果的精度,进行了多路径误差的理论与试验研究.建立了一套GPS多路径信号模拟与监测系统,通过在流动站天线不同高度、不同距离处放置反射板,获取了连续两天的GPS监测数据;将改进的粒子滤波算法用于GPS数据后处理中.结果表明,改进的粒子滤波算法能够有效地消除GPS信号接收机本身的系统噪声,消噪后连续两天多路径信号的相关性较消噪前有了大幅度提高.通过比较发现,反射物在不同距离引起的多路径误差具有一定的规律性,随着距离的增加多路径误差逐渐减小,且在增加相同距离的情况下减小的幅度越来越小.     

多路径误差对GPS精密定位的影响

多路径误差是GPS精密定位的主要误差源之一,也是目前较难处理的误差之一.削弱或消除多路径误差可有效提高GPS精密定位精度.首先推导了多路径误差公式,然后研究了衰减因子、反射距离、仪器高和反射系数等因素对GPS信号多路径误差的影响,得出了由不同因素引起的多路径误差对精密定位的影响规律,并给出了相应的削弱误差的方法.     

影响GPS测量的电离层延迟模型研究

GPS作为一种无线电导航系统,受到很多误差源的影响,如:卫星轨道误差、卫星钟差、电离层延迟误差、对流层延迟误差、多路径误差、接收机钟差和测量噪声等误差。其中,自从SA(Selected Availability)于2000年5月1日取消以后,电离层误差是最大的一项误差。为了消除电离层延迟的影响,GPS导航定位中采用了双频改正法、利用电离层延迟的空间相关性差分以及各种电离层模型来削弱其影响。本文探讨了常用的修正GPS电离层延迟的模型和经验改正公式:Bent模型,IRI模型,Klubuchar模型,双频改正法等,并详细论述了如何利用双频观测值建立电离层模型。     

GPS观测误差及其相应的处理方法研究

GPS测量含有多种误差,根据误差的来源可将其分为三类：与GPS卫星有关的误差;与信号传播有关的误差;与接收机有关的误差。根据误差的性质,这些误差又可分为系统误差和随机误差两类。系统性的误差主要包括：卫星轨道误差、卫星钟差、电离层延迟、对流层延迟、接收机钟差和接收机位置误差。随机误差主要包括多路径效应误差和接收机噪声。     

CEEMD联合小波阈值去噪法及其在GPS多路径效应中的应用

为了解决GPS数据采集过程中的噪音以及多路径效应影响,提出一种CEEMD联合小波阈值去噪法。该方法主要先采用CEEMD算法对GPS测量数据或信号进行分解,再利用模态相关系数准则法确定数据分解后噪音区与信号区的分界点,最后选取判定后的有效信号分量并依次将其通过小波软阈值法进一步去噪,从而得到去噪后的GPS测量数据或信号。通过正弦模拟信号和GPS实测信号实验结果可以看出,联合去噪法与其他相关方法比较,具有较好的去除噪声以及削弱GPS多路径效应影响效果。     

电离层对GPS测量的影响

GPS作为一种无线电导航系统,受到很多误差源的影响,即:卫星轨道误差、卫星钟差、电离层延迟误差、对流层延迟误差、多路径误差、接收机钟差和测量噪声等误差。其中,自从SA(Selected Availability)于2000年5月1日取消以后,电离层误差是最大的一项误差。电离层延迟对GPS定位的影响结果,主要体现在定位精度的降低和定位方法的限制等方面。电离层使接收到的GPS信号产生延迟,从几米到百米以上。如果不考虑这种影响,就会严重降低GPS定位和授时的精度。因此,电离层误差是GPS测量中的主要误差源,必须加以改正。本文介绍了电离层对GPS定位的影响,包括码群延迟(即绝对测距误差)、载波相位超前(即相对测距误差)、多普勒时延(即距速误差)以及信号衰减(即振幅闪烁),并论述了影响电离层密度的因素。     

浅谈GPS接收机的多路径误差

多路径效应是GPS测量中的一种常见误差源。本文通过对严重损害GPS测量精度的GPS多路径效应误差及其影响进行了分析,提出了一些有效的、在实践中总结出来的减弱多路径效应的对策以减少其对测量数据的影响。     

参试测量中GPS陆地基准站的多路径效应与对策

多路径效应是GPS在测量中的一种常见误差源。本文通过对严重损害GPS测量精度的GPS多路径效应误差及其影响进行了分析,提出了一些有效的、在实践中总结出来的减弱多路径效应的对策以减少其对测量数据的影响。     

区域伪卫星增强GPS精密定位试验研究

针对GPS在城市高楼密集区、矿山以及深山峡谷等区域,所跟踪的可见星数目少和几何分布不佳导致定位精度下降以及GPS在垂直方向定位精度较差等问题,提出伪卫星增强GPS定位方法,利用GPS和伪卫星组合观测量,提高区域定位精度。从伪卫星和GPS组合模型入手,重点研究伪卫星多路径效应误差的估算方法。实测数据进行处理与分析的结果表明,所提出的方法能有效地减弱伪卫星多路径效应产生的误差,提高系统的定位精度,特别是垂直方向的精度。     

Test of GBAS integrity monitoring system using GPS simulator

In recent years, many countries are developing aircraft navigation systems using GNSS(Global Navigation Satellite System),because GNSS has many technical and economic benefits. International organizations as ICAO(International Civil Aviation Organization) and RTCA(Radio Technical Commission for Aeronautics) set up international standards of GBAS(Ground Based Augmentation System)using GNSS and recommend countries to develop GBAS that is based on the standards. To go with the international stream, Korea Airport Cooperation has also developed GBAS. For evaluating the system,KAC and Seoul National University have performed flight tests of the developed GBAS several times and have concluded that the system has good accuracy enough to be used in aircrafts. At that time, the purpose of tests was focused on accuracy of GBAS. But integrity of the system which is important for safety of aircrafts was not tested sufficiently,because it is impossible to make erroneous situations of real GPS signals. So, at this time, we used GPS simulator which can generate GPS signals with satellite failure scenarios. The GPS simulator used in this test generates GPS signals by the scenarios organized in advance.The scenarios can include pseudorange and carrier phase error, parity error and etc. So we organized several scenarios which can includes potential errors of GPS signals and many possible cases for testing the system effectively and accurately. And we tested integrity function of the GBAS system by using GPS signals generated by the simulator.This paper introduces the implemented integrity monitoring system and algorithms used in the tests. And it describes the scenarios of satellite failure. Finally, this paper shows the results of tests.     

UWB多径信道调制方式的误码率分析

为了研究Ultra-Wideband(UWB)系统中可分辨多径分量和不可分辨多径分量携带信号的误码率问题,利用Radio Activated Key Entry(RAKE)接收机的分集技术,在信号发射端分别采用 Binary Phase Shift Keying (BPSK)和Pulse Position Modulation(PPM)调制方式,从这2种调制方式的解析式入手,推导出BPSK与PPM在可分辨和不可分辨多径分量下误码率表达式,并针对在相同叉指数和信噪比下,分别对这2种多径分量信号在不同调制方式下的误码率进行仿真分析.仿真结果表明,在相同调制方式下,可分辨多径的抗误码率性能要优于不可分辨多径的情况.而且,采用BPSK调制无论是可分辨多径还是不可分辨多径,在抗误码率性能上,均优于PPM调制方式.     

一种基于扩展Kalman滤波的多径估计算法

定位系统中,噪声环境下的多径估计是消除多径干扰的前提。提出了一种基于扩展Kal-man滤波(EKF)的多径估计算法,可以有效的估计多径信号的时间延迟和幅度。分析了本地码估计偏差、EKF的估计初值、相关间距以及采样频率对多径估计性能的影响。结果表明,EKF在估计多径信号时,EKF初值不仅影响其收敛速度,而且EKF初值中的幅度初值决定其是否收敛。同时,EKF时间延迟估计误差可以通过提高采样频率和增加最大早晚码间距来减小。     

一种新的内燃机振动信号时频分析方法

本文针对现有时频分析方法在内燃机振动信号特征提取中存在的问题,提出利用经验小波变换(EWT)结合同步压缩变换(SST)对相关信号进行处理。仿真及实例验证结果表明,该方法不仅能够对内燃机振动信号时频特性进行有效表征,而且较传统时频分析方法具有更高的时频分辨率,对含噪信号表现出较强的鲁棒性。     

基于频谱相关性分析的齿轮早期磨损诊断

基于振动分析的齿轮故障检测已被证明在故障识别中是有效的,但对表征早期磨损的振动信号的提取和识别仍没有得到很好的解决.本文提出一种基于频谱相关性分析的变分模态分解(VMD)和核支持向量机(SVM)相结合的齿轮早期磨损诊断方法,对能够揭示早期磨损状态的微弱齿轮振动信号采用近似完全重构的准则来初始化模式数,并采用信号功率谱密度最大值对应的频率初始化VMD方法的中心频率,用以有效提取齿轮磨损信息,进而结合核支持向量机进行齿轮的早期磨损诊断.实验结果表明,所提方法可有效克服背景噪声大无法预设模式数的问题,对噪声具有更好的鲁棒性,诊断准确率达到94.4%,可为齿轮早期磨损检测提供解决方法.     

基于自适应层数分解的小波变换滤除冲击信号

针对掺杂在冲击信号中的微弱振动信息被淹没的问题,提出了一种基于小波变换滤除冲击信号提取微弱振动信号的方法.该方法采用自适应层数分解的小波变换分析原理,根据冲击信号特征,合理选择小波基,对冲击信号进行分析滤除.为获得较好的滤除效果,针对分解层数的自适应性,提出了一种分解层数的自适应确定方法.对含有冲击干扰的微弱标准信号进行数值模拟,对含有冲击干扰的微弱金刚砂振动信号进行实测分析.结果表明该方法能自适应性地确定小波分解层数,并有效滤除冲击提取被淹没的微弱振动信号.     

Shaping相关器在BOC信号中的抗多径性能分析

为了克服原有抗多径算法在偏移二进制载波(BOC)信号上性能不如粗捕码(coarse/acquisition code,C/A码)的缺点,并消除BOC信号在跟踪时特有的多峰模糊特性,将一种新的参考码应用在BOC信号的跟踪中,并与窄相关器以及高分辨相关器(HRC)技术进行了比较,分别给出了多径误差包络,从仿真结果中得出了最佳参考码码型,并根据最佳参考码分析了成形(Shaping)相关器的噪声性能。Shaping相关器消除了多峰模糊的特点,并在多径误差包络上要优于窄相关器以及HRC算法,也很容易在原有基础上修改实现。该研究为未来的导航接收机中Shaping相关器的应用打下了坚实的基础。     

结构变形监测的单频GPS动态三差法

分析了单历元和似单差两种GPS监测方法的不足,提出了适于工程结构快速、大变形监测的单频GPS动态三差法.该方法利用两个连续跟踪历元形成的三差相位值建模,直接提取动态变形,所建模型无整周模糊度,伪距单点定位和单频载波相对定位即可分别满足其对基准点和基线向量的初值精度要求,适用于动态变形量大于半个波长的量测实践.将单频动态三差法应用于南京长江三桥结构振动监测数据处理,计算结果表明,所提方法与双频单历元法解算的高程变形在5 mm均方误差意义下一致,且基于该方法得到的动态变形序列准确地提取了三桥主梁一阶竖弯处的固有频率0.25 Hz及其响应信号,验证了模型与方法的正确性.