车载伪距单点定位的卡尔曼滤波算法研究

为推动北斗卫星导航定位系统的融合发展理念,进一步提高车载伪距单点定位的精度,提出了一种基于Kalman滤波理论的车载双系统伪距单点定位算法,并通过静态试验和动态实验采集的实测数据进行了车载伪距单点定位精度分析,对算法的可靠性与实用性进行验证。其中,静态试验分别分析了GPS系统、北斗系统、北斗/GPS融合系统下的定位精度和可靠性,动态试验分析了BDS/GPS融合系统下的定位精度与可靠性。两种实验的结果表明:该算法在一定程度上提高了车载伪距单点定位的性能。并且,静态单点定位N方向精度提高22.8%、26.4%、19.8%(从左到右分别为GPS、BDS、BDS/GPS),E方向精度提高18.6%、23.3%、22.9%,U方向精度提高10.1%、7.5%、9.9%;动态单点定位在N方向精度提高13.4%,E方向精度提高13.2%,U方向精度提高4.6%。可见,通过kalman滤波可进一步提高车辆定位的精度与可靠性,满足道路上车辆的定位需求。     

基于单片机的GPS定位显示设计

GPS即全球定位系统(Global Positioning System)在船舶、车辆、飞机等运动物体进行定位导航,车辆监控管理系统等都有重要的应用,但是随着其专业功能的扩展,高昂的成本让许多普通消费者难以承受.提出了一种基于单片机的简易GPS定位系统设计,完善了系统基本的实用功能,并且添加了速度与里程测量的设计,而GPS模块采用了差分技术使其定位精度得到改善.因此该定位导航设备体积小巧、携带方便并且定位精度较高.通过得到观测点的三维坐标数据以及位置精度因子,其平均值小于5,说明了通过差分技术后的定位精度得到改善并且达到预期范围.最后,通过实物在室外的测试得到实时数据,验证了此设计的可行性.     

基于精密单点定位技术的手持GPS接收机定位精度提升方法研究

针对手持GPS接收机定位精度低的问题,在分析精密单点定位技术原理的基础上,研究基于精密单点定位技术的手持GPS接收机精度提升的方法,并野外采集相关数据进行实验验证。结果表明,精密单点定位技术可以使手持GPS接收机的精度从米级提高到亚米级,从而提高手持GPS接收机的测量精度。     

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。     

开封市卫星定位导航服务系统研究

GPS定位技术基于卫星定位导航的城市服务系统在我国得到蓬勃发展,卫星定位导航服务系统是将空间技术、现代通讯、计算机技术、测绘技术集成的实用系统,是城市和地区不可或缺的空间信息基础设施。提出了中小城市建设卫星定位导航服务系统的基本思路和设计思想,具体分析了系统构成、功能与实现途径。通过开封市的实际情况,提出了开封城市服务系统建设方案,主要内容包括基准网站的结构分布和建立,通讯系统的构成,数据的发播及关键技术的分析和实现。     

GPS单历元精密单点定位精度分析

普通精密单点定位主要是针对多历元观测数据,本研究重点关注单历元精密单点定位及其精度分析.在分析GPS单历元观测量误差源基础上,讨论了单历元非差精密单点定位误差;给出了单历元非差精密单点定位的解算流程,对Bjfs、Mizu、Wuhn和Lhaz等4个IGS站1天的实际观测数据分别进行了处理,单历元精密单点定位精度达到了4.5 cm,与GPS RTK结果精度一致.单历元精密单点定位只需一个测站的单一历元观测就可以进行精确定位,而GPS RTK至少需要两台仪器.     

联合卡尔曼滤波在车辆组合导航系统中的应用

GPS/DR组合导航系统是一种低成本、高可靠性的车载导航设备.针对陆地车辆GPS/DR组合导航系统的特点,设计了用于该系统的联合卡尔曼滤波器,给出了滤波算法,并进行了实地跑车实验.理论分析和跑车实验的结果表明,联合滤波方法不仅有效地抑制了DR系统的误差发散,而且能够充分利用DR的数据信息对GPS定位的随机误差进行补偿,从而有效地提高GPS/DR组合系统的定位精度及容错能力.     

全球定位系统/北斗双系统定位优势的验证与分析

为了验证与分析全球定位系统（GPS）与北斗卫星导航系统联合定位相较于GPS单系统定位在亚太地区的优势,利用GPS/北斗双频双模接收机开展不同模式下的动/静态单点定位实验和实时动态差分法（RTK）实验,并通过对实测数据的分析,给出了北斗导航卫星对GPS单系统定位的影响.结果表明,GPS/北斗双系统卫星观测相对于GPS单系统在卫星可视数量、卫星对于测站的几何分布、扩大连续运行参考站系统（CORS）网的作用范围等方面有很大的优势,而且双系统组合定位算法有效地提高了接收机的定位性能.     

GPS在车载导航系统中的应用

研究基于GPS的车载导航系统的原理,从监控中心、车辆状态及车主手机3个方面对GPS车载导航系统进行总体的功能设计及相关的模块设计.在已搭建的电子地图(super m ap)上,利用GSM移动通讯系统传递信息,进行GPS的定位导航,选择河海大学作为导航的地点,测得GPS车载导航系统的实时定位导航数据,进行比较分析,通过误差判断定位精度及控制效果.     

基于Bluetooth和半GPS定位算法的车域网智能车辆管理系统

提出一种车域网中的半GPS定位算法,在此基础上设计并实现了一种基于蓝牙(B lue-tooth)和半GPS定位算法的无线智能车辆管理系统.在深入研究蓝牙协议栈B luestack的基础上,综合应用蓝牙短距离通信、传感测量、半GPS定位、天线设计以及数据库等多种关键技术,有效地解决了传统车辆管控系统测量精度低、安全性可靠性不高、待机功耗大等难题,同时降低了天线设计难度,提高了整个系统的性能.智能车载卡通过各种传感器和GPS模块能够记录车辆行驶过程中的各种参数,回车场时能把这些数据通过蓝牙模块以无线方式传送到管理中心服务器,从而使管理中心利用这些数据分析车辆的行驶行为,结合电子地图可以回放车辆行驶路线.     

基于证据理论的车辆组合导航系统的信息融合

由于车载GPS(G lobal Position ing System)接收机的定位精度通常受卫星状况和道路环境的影响,同时DR(Dead Reckon ing)系统的距离和航向传感器随着行驶距离的增加,会产生误差积累,这些误差使传感器的定位轨迹偏离车辆所在的实际位置。为此,在信息融合理论的基础上,利用高精度的电子地图对导航系统提供的车辆位置进行修正,以车辆位置到匹配道路的距离、车辆行驶方向与道路方向的夹角作为评判可信度的证据,提出了基于D-S(Dempster-Shafer)证据推理的信息融合方法。实际跑车实验表明,该地图匹配融合方法能够使车辆导航系统的定位精度达到5 m左右。对于改善低成本的GPS/DR车辆导航系统的性能是个行之有效的方案。     

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。     

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。     

Tight integration of digital map and in-vehicle positioning unit for car navigation in urban areas

Now GPS has been widely used for land, sea and air navigation.However, due to signal blockage and severe multipath environments in urban areas, such as in Hong Kong, GPS alone can not satisfy most land vehicle navigation requirements. Dead Reckoning (DR) systems have been widely used to bridge the gaps of GPS and to smooth GPS position errors. However,the DR drift errors increase with time rapidly and frequent calibration is required. Under the normal situation, GPS is sufficient to provide the calibration to the DR unit. However, GPS may not be available in urban areas for more than 20 min, and the DR position errors can reach hundreds of meters during the period. As land vehicles have to be on roads, digital map can be used to constrain the locations of vehicles, known as map-matching.One of the main problems for map-matching techniques is mis-matching, that may be caused by the positioning sensor errors and the complexity of city road network. In this paper, a newly developed model to tightly integrate digital map and in-vehicle positioning unit for car navigation is introduced.With this method, it improves the position accuracy by constraining the vehicle location on the roads. Moreover it provides the close-loop controls for the DR drift errors by feeding back the coordinates of the feature points of the road network and road bearings to the DR unit and therefore the navigation system can be used for longer period when GPS is not available.Extensive tests have been carried out in Hong Kong. It demonstrates that this close-loop approach is much better on the reliability of map-matching, as the positioning sensor errors are constantly calibrated by the digital map.     

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％.     

In-vehicle GPS/DR navigation system development and test results in Singapore

This paper introduces the in-car navigation system prototype development and test results under the context of Singapore. In the system, integrated GPS/DR is used for continuous vehicle positioning. A digital road network map database is built for the whole Singapore. The database is designed to support map matching, route determination, and route guidance functions. The prototype system demonstrates GPS positioning of the vehicle in real-time, tracking the vehicle onto a digital map with fix updates every one or two seconds.With the map matched vehicle location on the map, voice and/or text guidance is provide to the driver. The vehicle position can also be transferred to control centre through communication data link for the purpose of fleet management.     

基于DSP的GPS/DR组合定位系统的设计

对于城市车辆GPS导航来说,其很大的一个缺点是跟踪卫星的信号常常由于建筑物、隧道及树木等的遮挡而使GPS的定位精度大大降低,甚至无法进行正常的定位。为此,提出了基于DSP的GPS/DR组合定位系统,详细介绍了系统的硬件设计方法、组成和软件设计思想。最后进行了采用联合卡尔曼滤波器的GPS和DR系统的组合定位的仿真实验。实验证明,采用联合卡尔曼滤波算法的GPS/DR组合定位系统的转度明显高于GPS单独定位方式。     

一种可与安全系统集成的车载导航系统

驾驶、导航与安全保护一体化,可以改善车辆的安全性,提高其舒适程度.车载导航系统采用微惯性测量组合、磁强计、GPS实时测量车辆的姿态和位置信息.通过CAN总线与安全保护系统相连,可以实现导航与安全一体化集成.给出了基于嵌入式工业计算机和数字信号处理器的系统结构、硬件组成及软件工作流程等设计结果.