基于ARM+FPGA的相位平滑伪距差分定位方法

为了满足用户更高的定位精度要求,研究了载波相位平滑伪距差分定位方法.根据差分定位原理,基于MATLAB平台自主编制了差分解算软件,兼容北斗和GPS伪距差分定位;基于ARM+FPGA平台的接收机实现了相位平滑伪距差分定位.实验结果表明,零基线条件下,相位平滑伪距差分算法定位精度可由标准定位的米级水平提高到亚米级,性能稳定.基线距离增大,定位精度随之降低,误差在±4m内,差分讯龄和定位精度成正比关系.     

高精度北斗车载差分定位装置的设计

基于ARM和嵌入式Linux,设计了一套高精度北斗车载差分定位装置系统。该装置由北斗差分定位模块、3G模块和S3C2440控制模块组成。装置通过Linux下串口通信以及NTRIP协议与连续运行卫星定位服务综合系统(CORS)进行数据的认证和传输,保证了定位数据的实时性与准确性。同时通过扩展卡尔曼滤波算法程序对定位数据进行后处理,进一步提高定位精度。该装置通过在实际道路上进行不同运动速度下定位精度的对比测试,定位精度满足交通运输等行业的需求,可促进交通运输等行业健康发展。     

GPS伪距差分定位技术的试验研究

讨论了GPS伪距差分定位的原理及其数学模型,为了研究伪距差分定位精度,编写了GPS伪距差分定位软件,并对某GPS网的观测数据进行了大量的伪距差分定位试验计算．计算结果表明,GPS三类伪距观测值的差分定位精度基本相同;在距基准站50km范围内,观测10～60s时间的伪距差分定位精度可以达到0．2～0．4m．伪距差分定位技术在海上定位和GIS数据采集等领域有广泛应用前景。     

GPS北斗联合差分定位软件的测试与分析

观测条件较差的情况下,单系统卫星可见性不佳,导航定位精度降低甚至无法定位。而组合卫星导航系统增加了可见卫星数,可以改善定位结果。我国自主建设的北斗卫星导航系统现已具有初步导航定位能力,可与其他导航定位系统兼容。测试是定位软件开发中不可缺少的一部分,目的是发现并排除软件中潜藏的错误,从而满足产品的设计要求和提高软件的质量。本文详细介绍了GPS北斗联合差分定位软件的测试方案,以移动测试为例介绍了测试的实施流程,并针对设计要求给出了成果评价指标。     

北斗二代卫星导航系统在海洋资料浮标监控与管理中的应用

为有效地实现大规模、多类型海洋资料浮标的运行监控与管理,依托北斗二代卫星导航系统的定位和短信通信功能,分别实现浮标位置定位和数据传送,将北斗定位与GPS定位相结合以弥补位置数据丢失、错误等问题。通过数据分包技术克服北斗通讯数据长度的限制,并设计了数据包缓冲接收和数据包动态拼接的方法,有效地实现大规模的浮标数据接收处理。实验结果表明,该方式定位精度高、通讯稳定性好、数据接收率高,能有效满足海洋资料浮标用户对于浮标的管理需求。     

基于多参考站的分米级GPS伪距差分定位方法

为了提高GPS单频伪距差分定位精度,提出了一种利用已有CORS系统进行伪距差分定位的方法.该方法以单站伪距差分为基础,利用改进的伪距差分模型,首先将各参考站伪距改正数除去接收机钟差影响,再通过参考站与流动站的位置关系建立伪距改正数线性组合内插模型.最后将模型内插得到的综合伪距改正数发送至流动站用户,实现伪距差分定位.实验表明,该方法能有效克服常规伪距差分定位精度不高,且随基线长度增加精度递减的缺陷.多参考站伪距差分能够较稳定地实现分米级定位,精度分布均匀.     

北斗二号/三号融合的分米级星基增强算法与性能分析

北斗卫星导航系统星基增强服务通过地球静止卫星向用户播发等效钟差、轨道改正数、电离层格网改正数和分区综合改正数等四重广域差分改正数,用户在此基础上利用载波相位观测值实现实时分米级的定位性能.本文介绍了分米级星基增强服务的参数匹配算法以及单频、双频用户精密定位模型.将系统播发的四重差分改正数应用于北斗二号与三号融合的精密单点定位,分析了不同频点及定位模型的系统精密定位服务性能.18个测站7 d的结果表明:北斗二号/三号融合的星基增强服务双频组合动态精密单点定位平均12.42 min收敛至0.5 m以内,收敛后的平均定位精度为平面0.15 m,高程0.2 m;相比仅使用北斗二号系统,不同定位模型收敛时间平均缩短了56.7%;而基于非差非组合的分区定位收敛速度更快,并且能达到与无电离层组合模型相同的精度水平.使用北斗电离层格网信息改正的单频动态定位PPP平均11.74 min收敛至0.8 m以内,收敛后的平均定位精度为平面0.2 m,高程0.3 m;相比使用广播星历电离层模型改正的结果,静态和动态定位平均收敛时间分别缩减了21.4%和25.2%.     

基于北斗/GPS和GPRS的车载定位终端的研究与实现

为了实现对我国车辆更加有效的实时监控,本文设计了一种基于北斗/GPS和GPRS的车载定位终端,该终端由STC12C5A60S2单片机系统、无线数据通信模块、北斗/GPS卫星定位模块和温度传感器模块组成,利用北斗/GPS定位模块采集车辆位置信息,通过无线数据通信模块将采集到的数据传输到公网IP服务器上,并在终端显示器上显示当前系统工作状态及系统位置信息,以实现车辆位置信息的采集。仿真实验结果表明:该终端了实现车辆实时监控、温度监测和短信服务的功能;采用北斗/GPS联合定位模块,具有定位精度高,定位性能稳定的特点。同时,该终端首次冷启动定位时间35 s,热启动1 s,重捕获小于1 s,定位三维精度(RMS)3 m,速度精度0.1 m/s,这5项指标优于他人的研究成果,本研究达到了预期效果。该车载定位终端在车辆实时监控领域具有一定的应用潜力。     

基于TGD/DCB改正的BDS多频单点定位精度分析

文章研究不同频点的无电离层组合模型中时间群延迟(time group delay, TGD)和差分码偏差(differential code bias, DCB)对定位结果影响的差异,给出了北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System, BDS)双频/三频无电离层组合TGD和DCB改正模型,利用IGS测站数据进行标准单点定位(standard point positioning, SPP)和精密单点定位(precise point positioning, PPP)实验。实验结果表明:对于SPP,定位精度平面方向小于5 m,U方向小于10 m,定位精度提升显著且精度改正为m级,经模型改正的平面方向精度提升大于70%,U方向精度提升大于28%,其中DCB改正效果略优于TGD改正;对于PPP,经模型改正后的定位精度提升并不明显,但加快了滤波的收敛速度;对于PPP,在未经模型改正的情况下,接收机钟差和模糊度参数吸收了绝大部分的误差改正,而对流层延迟参数受到的影响较小。     

一种基于多频率的差分修正定位算法

矿井巷道电磁波传播具有特殊性与复杂性,通过分析煤矿井下巷道内电磁波的传播特性,提出了一种基于多频率的差分修正定位算法.该算法首先通过自身坐标和参考节点的误差补偿进行节点坐标定位,然后利用RSSI损耗模型求得不同频率的参考坐标,赋予加权值,求得未知节点定位坐标.仿真分析结果表明该方法的定位精度可达0.5 m.     

Development & performance analysis of korean WADGPS positioning algorithm

Today, many countries are developing their own WADGPS-type systems. The U.S. WAAS is already available for non-aviation users and its full operation is expected by the end of 2003. The European EGNOS and the Japanese MSAS is also in progress. China now propels the SNAS (Satellite Navigation Augmentation System) project,and India made the plan for its GAGAN (GPS And GEO Augmented Navigation) project. Recently, the Ministry of Maritime Affairs and Fisheries of Korea decided to develop Korean WADGPS. It is a very first step for the implementation of practical system. Till now, we have contrived the algorithm for the WADGPS in Korea & East Asia and evaluated its performance by simulations. In this paper, we complemented the positioning algorithm for the actual data processing. We analyzed the performance of the proposed algorithm with the actual data from the reference stations of Korean NDGPS network, which covers almost the whole country.     

对流层风廓线雷达资料质量分析

为了检验对流层风廓线雷达观测数据的准确性,利用2014年6-7月咸宁的对流层风廓线雷达和GPS移动探空资料,以GPS探空观测值为参考,对对流层风廓线雷达的观测质量进行对比分析,定义两者风向偏差在15°以内或风速偏差在3m/s以下的样本为有效样本,通过比较有效样本占总样本数的比值来判断风向和风速数据的质量。结果表明:降水量对风场影响不明显,风速和风向有效样本数的变化不同,比较时段内,风向数据的质量优于风速,降水提高了风向数据的质量;1~10km高度,风向数据的质量较好,而降水将提高该数据的质量;8km高度以下,风速数据的质量较好,降水对该数据的质量起反效果。总体来说,除近地层(1km以下)外,风速值越大,风向数据的质量越好,降水对高层风向数据的质量有正贡献。     

北斗测向技术研究

利用GPS测定载体姿态已经是一项比较成熟的技术.介绍了GPS测姿的基本原理,并针对我国北斗一系统的特点,提出了一种利用北斗一系统基于旋转天线法的测向方案.介绍了该方案的原理及具体实施步骤、测试要求等,重点叙述了其关键技术整周模糊度的确定方法.整个方案简单易行,并具有较高的测试精度.     

uClinux嵌入式系统中GPS信息的获取

完成了嵌入式Linux下全球卫星定位系统的数据接收.在基于uClinux的嵌入式应用系统中,采用了MCF5272嵌入系统、M12和G18模块.以MCF5272微处理器为核心,通过GPS(Global Positing System)模块M12获取卫星定位数据信息,采用嵌入式Linux操作系统作为控制软件.通过G18接入无线移动数据网络,进而将数据通过Internet远程通信,由连接到Internet的远程服务器接收嵌入式系统获得的GPS数据.给出了嵌入式系统的组成,介绍了GPS卫星定位原理.用C语言在uClinux下实现了卫星定位数据接收软件,最后给出了接收实验数据.接收系统的分辨率:经度和纬度为1 marcs,高程为0.01 m,速度为0. 01 m/s.     

MINS/GPS组合导航系统设计与实验

设计了一套MINS/GPS组合导航系统实验样机,可实时输出导航位置、速度和姿态信息。以GPS接收机的秒同步脉冲(PPS)与串口通信协议尾字节作为对齐标志,完成MINS与GPS时间同步;利用GPS的速度信息进行车载实验初始方位角对准,并利用横向约束条件标定惯导与车体间的方位安装误差角;设计了基于虚拟噪声的现场最优标定方法。以上措施均有效提高了系统的精度和可靠性。车载实验结果表明,无GPS辅助时,纯惯性导航在120s时刻满足短时间惯性导航精度要求;组合导航定位精度在30min内与GPS相当。     

MINS/GPS组合导航系统设计与实验

设计了一套MINS/GPS组合导航系统实验样机,可实时输出导航位置、速度和姿态信息。以GPS接收机的秒同步脉冲(PPS)与串口通信协议尾字节作为对齐标志,完成MINS与GPS时间同步;利用GPS的速度信息进行车载实验初始方位角对准,并利用横向约束条件标定惯导与车体间的方位安装误差角;设计了基于虚拟噪声的现场最优标定方法。以上措施均有效提高了系统的精度和可靠性。车载实验结果表明:无GPS辅助时,纯惯性导航在120 s时刻满足短时间惯性导航精度要求;组合导航定位精度在30min内与GPS相当。     

乘性噪声干扰下的GPS公路平整度测量

由于GPS信号传输信道上存在大量非线性且具有时变性的乘性噪声,对GPS信号造成干扰。传统的GPS信号消除乘性噪声的方法去噪效果无法达到要求,使得建立的坐标系精确度降低,降低了公路平整度的测量精度。为此,提出一种基于乘性噪声干扰下的GPS公路平整度的优化测量方法。将获得的GPS信号利用离散小波变换方法消除乘性噪声,得到准确数据。利用三维空间坐标系建立GPS公路平整度测量模型。实验表明该方法能够消除GPS信号中的乘性噪声干扰,并对公路平整度进行精确测量。     

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％.     

基于GPS/WLAN的车辆信息采集系统

在深入分析WLAN和GPS技术的基本原理、应用现状和发展趋势的基础上,提出了采用GPS/WLAN技术采集车辆信息的车载设备系统方案,给出了系统的软、硬件设计.该系统的主要特点有:车载设备在车辆运行过程中通过GPS采集车辆的各种信息并保存,在到达系统设定的WLAN接入设备的覆盖范围内时,将车辆行驶过程中所采集到的数据传送给数据接收服务器以供统计和分析,不占用蜂窝移动通信网络资源,实现了车辆与控制中心的准实时通信,降低了设备成本,节省了运营费用.     

Experimental research on daily deformation monitoring of steel box girder bridge based on BDS/GPS

In order to investigate the feasibility of BDS/GPS in the deformation monitoring of long-span bridges,analysis and research on aspects like number of visible satellites,PDOP value and monitoring precision are carried out. To analyze daily deformation characteristics of steel box girder bridge,observation data for 48 consecutive hours is computed by self-programmed software. Experiment results show that the monitoring-points on the bridge demonstrate obvious periodicity and recoverability in vertical and horizontal directions,meanwhile,changes in the elevation direction are relatively stable. The deformation-monitoring results of BDS/GPS combination system and GPS single system show good consistency. However,in a complex environment of the bridge,especially under the condition that satellite signals are severely affected,the advantages of BDS/GPS combination over GPS single system are more obvious.