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.     

嵌入式车载导航系统的地图数据库设计与实现

基于全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)的车载导航系统是智能交通系统的最重要的组成部分.结合嵌入式技术阐述了车载导航系统的设计与实现,重点介绍了WinCE下电子地图数据库的设计、连接与显示.     

车载GPS/DR/电子地图组合定位导航研究

针对单一导航定位手段的精度和使用范围在车辆导航定位技术中的局限性,提出了采用GPS、DR与电子地图组合导航的方案.经过对GPS/DR/电子地图组合导航定位方法地深入研究,表明GPS/DR电子地图组合导航是一种较为理想的车辆导航方式,它克服了GPS信号受阻时定位间断或失效的缺点,又避免了航位推算定位误差随时间的积累,提高了导航定位的精度并扩展了使用范围.     

远程无线电导航系统的定位误差分析及其仿真

针对无线电导航系统定位的原理，根据双曲线定位的特点详细地推导了径向定位误差，并且分析了几何精度因子对定位精度的影响．最后仿真了不同台址的分布随着经、纬度和距离的变化，其影响定位的GDOP三维分布图和等精度曲线平面图．     

一种基于相关性分析的地图匹配方法

为了改善机动车导航地图匹配的精度,提出了一种新的基于递推轨迹与候选路径相关性分析的地图匹配方法.为了获得最佳匹配路径,分别计算递推轨迹曲线和候选路径曲线的切向量角,并沿曲线分段计算切向量角的一阶差分,剔除机动车递推轨迹曲线与候选路径曲线间的相对转角,将二维曲线相关问题降为一维曲线的相关问题.基于差分切向量角序列,计算递推轨迹曲线与不同候选路径曲线的相关系数,获得最佳匹配路径,定义具有最大相关系数的路径段为最佳匹配段.实例说明,新的地图匹配的方法对相似候选路径具有正确的分辨能力,对递推数据的随机误差有较强的鲁棒性.     

车辆导航定位中地图匹配的MP模型

提出了地图匹配的数学框架，建立了地图匹配的极大验后估计模型，即ＭＰ模型，该模型能够最优的将原始位置观测值转化到路网上去。     

定位导航系统中地图漫游的关键技术和算法优化

在导航系统中,地图漫游是该系统的关键技术.本文对系统中地图的定位及漫游做了较为详细的分析,并从最优速度考虑,提出了算法的改进策略.     

多标声学组合定位导航方法

为解决超短基线在远距离处定位导航绝对精度差的问题,提出一种长/超短基线组合声学定位导航方法.运用最小均方误差准则,对长基线和超短基线的定位结果进行信息融合.理论推导和仿真试验均表明:该方法提高了定位导航精度,扩大了作用区域,其性能优于长基线定位导航系统.     

城区环境下鲁棒定位算法

在城区环境下,不依赖于辅助的手段,获得定位结果面临两大困难.由于信号非常微弱,接收机不能获得伪距等观测量导致无法得到定位解.接收机即使通过弱信号处理等增强措施,获得伪距等观测量,但是由于观测量误差较大,依然不能获得满足要求的定位结果.本文主要针对以上两个问题,提出了各自的解决方案：常规接收机需要完整跟踪4颗或者以上的卫星才能获得定位结果.在城区环境下很难有4颗以上的卫星同时满足要求,因而无法实现定位.本文提出了一种新的方法来解决该问题.只要接收机进入到跟踪模式,即获得1ms以内的观测量即可实现定位.通过延长相干积分的方式,即使信号功率电平在解调门限以下,只要接收机能够跟踪信号,就可以获得定位结果.针对城区环境下多径现象引入的测距误差,导致定位结果偏差较大,本文利用故障诊断的原理,对获得的伪距观测量进行非线性加权处理来改善定位精度.为了验证该算法,采用实际采集的数据来进行验证.     

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。     

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.     

基于地图匹配的导航定位数据模糊校正算法

为了提高农用智能移动平台导航定位的精度，改善航线跟踪的质量，提出了一种基于地图匹配的导航定位数据模糊校正算法．首先将DGPS、航位推算定位数据点与地图上已知航线进行对比．判定定位数据点的可信度，然后用该可信度作为加权值生成新的定位数据点即校正数据点，把校正点作为当前农用智能移动平台车体真实位置的估计值．在验证试验中，定位数据经模糊校正后其精度明显优于原始DGPS数据的精度，定位数据的距离均方根差均数从校正前的1．021m提高到校正后的0．568m．试验结果表明，该方法可以在一定程度上提高定位数据的精度，校正大部分可信度低的坏点．     

基于Android移动终端的车辆导航地图匹配算法研究

基于Android移动终端设计了一种基于路网拓扑结构的地图匹配算法,将地图匹配分成定位数据预处理、确定车辆所在路段、确定车辆匹配位置和出错检测等4个相对独立的过程．算法在过滤掉异常定位数据后采用航位推算进行补偿,使用考虑距离和方向两种要素的加权评估模型确定匹配路段,在确定匹配位置时对常用的垂直投影进行改进,得到一种优化方法．结果表明,该算法具有较高的路段识别正确率,优化方法相对于垂直投影法在位置精度上有所提高,地图匹配效果好．     

EP9315处理器在车载导航系统中的应用

介绍了基于ARM920T内核的EP9315处理器的特点,并在此基础上给出了基于该处理器的车载GPS导航系统的设计方案.该车载GPS导航系统充分利用了EP9315处理器功能强大、可靠性好、结构灵活以及扩展性好的特点,不仅实现了车载导航的功能,同时还具备掌上电脑的所有功能,已成功应用于某项目.     

北斗双星导航定位系统在某地区动静态试验

对北斗双星基本型用户机在某地区进行了海上动态、陆上静态定位试验及其短信发报功能测试。试验结果表明:动态、静态定位精度基本一致;X 值(北纬度)变化幅度较大,Y 值(东经度)较为稳定;其定位精度可满足小于 1:25000 比例尺海洋测图;短信发报功能独特,几乎不受距离限制。研究指出可以运用北斗双星的短信发报功能来完成 DGPS 及北斗双星导航定位的差分信息,并提出了基于北斗双星/DGPS 组合导航定位的海洋综合测量系统的基本框架及功能设计。     

一种应用于GPS/低成本INS组合导航的自适应滤波算法

为了提高在全球卫星定位系统(GPS)接收机导航解更新间隔期间组合导航系统的定位精度,在分析了惯导系统(INS)误差模型的基础上,使用一种对噪声协方差矩阵进行实时自适应估计的算法改进了通常使用的标准Kalman滤波器。采集清华大学内的跑车实测数据,并使用自适应算法进行处理,结果表明:该方法可以有效地提高GPS导航解间隔期间组合导航系统的定位精度,整体定位精度可以提升近10%,在车辆行驶状态变化较大的路径中获得了最高达40%的位置精度提升。该方法易于实时实现,在实际工程实现中具有一定的应用前景。     

一种适于车辆导航系统的快速地图匹配算法

在分析影响地图匹配算法实时性、鲁棒性及匹配精度因素的基础上,依据车辆运动的连续性,引入道路网络的分块思想,并利用车辆行驶的位置、方向信息及实际道路网络的拓扑特性,提出一种时间复杂度为O(c)的快速地图匹配算法.对实际跑车数据的仿真结果表明,该算法的匹配正确率不低于95%,单点匹配时间不超过0.01 ms.     

基于GBAS系统的双座电动飞机导航定位可视化仿真

为了分析双座电动飞机基于GBAS系统在空间领域环境中的运行情况,以双座电动飞机模型为基础,设计并建立了基于三维可视化仿真FlightGear平台来模拟GBAS系统的运行引导效果。通过对导航数据分析处理,仿真了可见星和运行轨道的情况。针对传统的最小二乘伪距定位方法和载波相位平滑伪距算法的定位精度、可靠性都不能满足双座电动飞机定位着陆需求的问题,采用了增强算法卡尔曼滤波平滑伪距算法,对增强算法进行了仿真。采用FlightGear与MATLAB联合仿真,可以更直观的看出GBAS导航数据对双座电动飞机的引导效果,从而验证了双座电动飞机在终端区的导航定位着陆可以通过GBAS系统结合增强算法来引导。定位的水平平均误差和垂直平均误差都减小到 1 m 以内。     

物流配送车问题中电子地图的研究

为有效存储配送车电子地图，以快速获得地图上节点间拓朴关系，分析了地图中道路的拓朴和几何元素，提出了一种适于存储配送车间电子地图的数据库结构，并采用Mapinfo Professional对地图进行矢量化处理，完成地图数据的采集工作．将电子地图用于配送车问题的实验表明，这种地图数据库结构可以快速获得配送中心及送贷点间的拓朴关系，满足配送车问题的要求．