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。     

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。     

车载GPS定位滞后时间的计算方法

定位滞后是全球定位系统(GPS)普遍存在的问题。精确计算出滞后时间,可以用于定位误差补偿,提高实时定位精度。该文分析了GPS定位滞后产生的原因,提出了一种使用加速度计来测量车载GPS定位滞后时间的方法。该文说明了GPS接收机和加速度计在车辆中正确的安装位置,研究了在有噪声干扰的环境中加速度与速度差相关程度的计算算法。该算法定义了一个反映实际加速度和速度差之间相关程度的量。以此算法为基础,通过比较GPS输出的速度时间序列与加速度计输出的加速度时间序列的相关关系来确定滞后的时间。实验结果表明:该方法可以准确地计算出车载GPS的定位滞后时间,并且具有较好的实时性。     

一种用于GPS定位估计滤波算法的非线性模型

提出了一种将现代非线性滤波技术用于GPS定位估计的方法，该方法可用于低价位的单机GPS接收器的定位，提高它们的定位精度和鲁棒性．应用该方法，根据单机GPS的原始数据、伪距和多普勒频移进行定位估计。开发了一种新的基于非线性滤波的位置和速度估计模型，该非线性模型具有随观察到的卫星数量而改变状态和测量元个数的动态特性．运用一种新型的非线性滤波-平淡卡尔曼滤波求解该模型．GPS定位实验结果表明．与通用的最小二乘迭代法或直接从接受机获得的结果相比，所提出的非线性模型得出的滤波估计结果具有较高的精度和鲁棒性．     

提高载车定位与卫星跟踪精度的多信息融合系统研究

基于应用背景对移动卫星通信车辆精确定位和实时动态通信的要求,提出了一种新的基于激光陀螺捷联导航系统（LINS）、光电编码器（OEC）、GPS、信标组合的载车精确导航定位与同步卫星实时跟踪方案．方案以LINS／OEC组合作为核心单元,GPS、信标作为辅助信息,研究了基于联邦滤波的信息融合策略,给出了融合系数的选取方法．论文在车辆移动卫星通信系统中创造性地引入光电编码器组合以提高姿态保持精度和系统自主定位精度,并有效降低系统对GPS的依赖性．大量试验研究表明采用该技术与融合方法后,载车在长时间、不同路况动态工作时,其定位精度CEP值在10m以内,天线姿态跟踪精度保持在±0．05°范围内,尤其在较长时间内系统受遮挡条件下,其定位、姿态跟踪精度较未组合光电编码器前的系统提高达50％以上．     

车载导航系统中光纤陀螺信号滤波方法的研究

介绍了光纤陀螺在车载导航系统中的应用，指出漂移是存在于光纤陀螺系统中使得输出信号产生较大偏置误差的一种因素，为提高车载导航系统的测量精度，提出采用小波分析对输出信号进行滤波处理的方法，通过仿真结果验证了该方法的有效性。     

GPSOne在汽车导航方面的运用

GPS是现在应用最为广泛的定位系统,也是精度较高的定位系统,但在实际运用于车载导航时,也存在着一系列的缺点。GPSOne是基于无线通信网络的GPS与基站定位CDMA相结合的组合定位技术,充分发挥了GPS和基站定位的优势,根据理论和数据的分析GPSOne因为它的可工作区域广、定位精度高、成本低、体积小、实时性好和冷启动时间短等诸多优点,相比较于GPS定位,其更适合用于车载定位导航。     

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。     

基于车载GPS定位误差分布规律的地图匹配算法

针对目前车载GPS定位信息地图匹配技术的主要缺陷,即GPS定位点的道路纵向位置修正效果较差,特别是对GPS独立定位的情况而言,修正精度很低,通过分析车载GPS定位误差的特点及其分布规律设计了一种地图匹配算法,重点提高车载GPS定位点在道路纵向的修正精度.采用长春市局部路网的地理信息为基础,采集车载GPS实测数据完成了算法的实证分析.结果表明,所提出的地图匹配算法应用效果理想,尤其是将车载GPS定位点的道路纵向位置修正精度提高了2.5 m以上,从而可满足车载GPS数据用户更高水平的信息需求.     

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。     

基于北斗差分信息的GPS广域差分定位技术

详细讨论了北斗-GPS广域差分系统数据处理的方法,实现了一种利用普通的单频GPSOEM板及北斗接收模块接收相关数据来实现差分定位的方案,编制了北斗-GPS差分算法。应用本方案进行用户定位,可将定位精度从原来的25 m定位误差圆提高至水平方向优于3m、高程方向优于4m的定位精度。经实践证明,本方案简便可行,易于实施,是一种精度较高的导航方法。     

旋转式天空偏振光的航向角检测系统

为了提高点源式偏振光探测器的可靠性和精度,在斯托克斯(Stokes)矢量的偏振光测量原理的基础上采用单个偏振光传感器通道设计并且搭建了 一种快速旋转式天空偏振光信息探测系统,通过GPS授时确定太阳子午线的位置,进而实时解算出航向角数据,在室内和天气晴朗、空旷的室外条件下完成了数据采集,最大误差为1.047°,平均误差为...     

基于小波分解的GPS监测数据消噪处理

提出一种基于小波分解技术的监测数据处理方法,首先用小波技术把GPS双差残留分解为低频偏差与高频噪声部分,然后提取偏差成分直接用于校正同样误差成分所导致的GPS测量结果。讨论分析了所提方法用于监测实践时的结果,表明本文所提方法对于模糊度解算和基线的估计精度均有很大的提高。     

基于优化随机森林算法的浮动车GPS数据插补模型

为改善浮动车全球定位系统(global positioning system, GPS)数据因采集过程中受到干扰造成数据缺失问题,通过分析法研究了浮动车GPS数据与交通流状态和道路线形之间的关联性,提出一种基于优化随机森林算法的浮动车GPS数据插补模型,该模型针对随机森林算法插补过程中,因自身的随机性而引起插补结果具有波动性问题,在结果输出部分引入权重因子,通过线性优化算法,调节权重因子大小使输出结果波动性降低的同时满足道路线形特征。实验对6名志愿者21 d的出行轨迹数据进行插补。结果表明:所构建的模型平均误差为12.3 m,相较于随机森林模型、决策树模型和线性回归模型分别减少14.9、24.3、239.3 m,可见采用优化随机森林算法建立的插补模型有效提升了浮动车GPS数据插补精度,为交通状态分析、地图匹配等应用提供数据基础。     

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.     

GPS大坝变形监测网数据处理模型

考虑到GPS大坝变形监测网的特殊性，提出了以站心地平坐标系为参考坐标系的GPS大坝三维变形监测网的数据处理模型；提出了应用模糊数学中的聚类分析方法对拟稳点（或固定基准点）的相对稳定性进行检验的数学模型；提出了平差采用拟稳平差的方法．用VB语言开发了GPS大坝三维变形监测网的数据处理软件系统，并对某大坝GPS变形监测网的三期观测数据进行了平差计算，其结果表明，所提出的数学模型更适合于GPS大坝变形监测网的数据处理．     

PSD激光测微仪的研制与精度分析

介绍PSD激光测微仪的结构及特点。根据输入输出参数方程及误差测量结果进行数据处理和误差分离,确定了仪器的系统误差和随机误差。这一工作为系统误差补偿和提高仪器测量精度提供了依据。