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导航定位学报/Journal Journal of Navigation and PositioningCSCDCSTPCD北大核心
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    GPS/Galileo FCB估计方法与数值分析

    刘学习姜卫平郑南山张克非...
    1-11页
    查看更多>>摘要：为了进一步研究不同分析中心精密产品对全球卫星导航系统(GNSS)精密单点定位(PPP)中卫星端硬件延迟小数周偏差(FCB)的影响,对 GNSS FCB 估计算法进行分析:介绍 GNSS FCB估计的流程和算法;然后采用 2021年共 51 d分布在全球 221 个测站的数据估计全球定位系统(GPS)、伽利略卫星导航系统(Galileo)卫星端的FCB;最后分析使用德国地学中心(GBM)和欧洲定轨中心(COD)精密产品对GNSS FCB结果的影响.研究结果表明:使用不同分析中心的精密产品对与宽巷(WL)FCB没有影响,并且在 51 d之内,绝大部分GPS卫星的WL FCB非常稳定,几乎都在 0.1 周(1 周载波长度=1 倍波长)之内,所有 Galileo卫星的 WL FCB均在 0.05 周以内;对于窄巷(NL)FCB,大多数 GPS和 Galileo卫星的 COD NL FCB和 GBM NL FCB数值在 0.1 周之内变化,少部分卫星变化在 0.15 周左右,GPS NL FCB残差分布在±0.15 和±0.25 周以内的占比超过 91.6%和 94.2%,而 Galileo NL FCB残差分布在±0.15 和±0.25 周以内的占比超过 92.6%和 95.1%;整体看来,Galileo卫星的WL和NL FCB要优于GPS,COD NL FCB要优于GBM NL FCB,采用 GBM改变策略之后得到的 NL FCB要优于改变策略之前的 NL FCB,且所有改变策略之后的 Galileo NL FCB均为 0,而大部分GPS卫星的NL FCB并不为 0.

    精密单点定位(PPP)全球卫星导航系统(GNSS)小数周偏差(FCB)参数估计精度评估

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    基于平面特征的LIO增强GNSS RTK定位性能研究

    孙之远李星星汪世文李圣雨...
    12-20页
    查看更多>>摘要：针对应用单一传感器的智能导航定位技术在城市复杂环境下难以满足准确、无缝和稳定性能要求的问题,提出一种基于平面特征的雷达惯性里程计(LIO)增强全球卫星导航系统(GNSS)实时动态定位技术(RTK)定位性能的方法:通过滑动窗口构建多帧激光雷达(LiDAR)平面特征的关联;并将RTK与LIO在位置域层面直接融合;最后在开阔环境和城市环境中进行实验.结果表明,RTK/惯性导航系统(INS)/LiDAR组合系统能够在GNSS挑战环境中达到分米级精度;同时,在LiDAR平面特征的约束下,该方法速度和姿态的估计性能也可得到改善.

    多传感器融合实时动态差分定位技术(RTK)激光雷达(LiDAR)雷达惯性里程计(LIO)惯性导航系统(INS)

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    顾及RMLE的GNSS时序噪声特性及环境负载修正

    孙喜文鲁铁定贺小星黄佳慧...
    21-27,42页
    查看更多>>摘要：针对环境负载易对全球卫星导航系统(GNSS)站坐标时序修正前后噪声模型特性及其站速度造成影响的问题,提出一种顾及约束最大似然估计(RMLE)的 GNSS 时序噪声特性及环境负载修正方法:选用 206 个连续 13 a 的 GNSS站时间序列,采用改进的贝叶斯信息模型估计准则,利用约束最大似然估计(RMLE)方法探讨和分析大气压负载、非海洋潮汐负荷、积雪负载及土壤水负载等环境负载对 GNSS 时序修正前后噪声模型特性及其站速度的影响.结果表明:经环境负载修正后,GNSS时序中的噪声主要表现为闪烁噪声+白噪声(FNWN)与幂律噪声+白噪声(PLWN),北(N)、东(E)、天(U)3 个分量上噪声模型修正前后分别有约 19.9%、36.5%、40.8%的噪声模型发生变化,N、E、U 分量上分别有 96.6%、84.5%、88.3%的测站速度不确定度减小,对垂直速度估计的最大影响可达 0.5 mm/a;证明环境负载修正能够提高速度估值的精度.

    时间序列环境负载约束最大似然估计(RMLE)随机噪声特性分析

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    一种GNSS/加速度计数据融合方法探讨

    马晓东王坚
    28-34页
    查看更多>>摘要：针对目前桥梁施工合拢过程中的关键技术挂篮安全监测的方法主要利用全站仪和水准仪等传统设备,人员成本高,效率低,且难以满足实时监测等问题,提出一种 GNSS/加速度计数据融合方法:分析全球卫星导航系统(GNSS)由于其具有无须通视、全天候以及能够直接测量点的三维坐标等优点,已广泛应用于变形监测领域,但受多路径、采样率等因素影响,对高频振动不敏感,而加速度计具有高采样率、性能稳定等优点,但其对低频信息不敏感;结合 2 种传感器的优势,利用基于 Rauch-Tung-Striebel(RTS)平滑的多速率抗差卡尔曼滤波方法对 GNSS 和加速度数据进行融合处理.实验结果表明,该方法可有效提高GNSS挂篮振动监测的采样率和精度.

    挂篮全球卫星导航系统(GNSS)加速度计多速率卡尔曼滤波平滑抗差估计

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    一种LM-BP加速搜索的周跳探测与修复方法

    梁凌峰李克昭张捍卫雷伟伟...
    35-42页
    查看更多>>摘要：针对传统三频周跳探测与修复方法中的不敏感、漏检以及效率较低等问题,提出一种基于莱文伯格-马夸特(LM)-反向传播(BP)神经网络加速搜索法的伪距相位组合与电离层残差组合联合周跳探测与修复方法:利用 2 个伪距相位组合以减少不敏感周跳数量,利用 1 个电离层残差组合以提高小周跳探测敏感度;在构成 3 个线性无关的组合观测值后,使用 LM-BP 加速搜索算法进行周跳探测与修复.实验结果表明,相对常规的伪距相位组合与电离层残差组合联合方法,该方法能够提高周跳探测与修复性能,可探测小至 1 个的周跳,探测与修复整体时效有较大提升.

    北斗卫星导航系统(BDS)周跳探测与修复莱文伯格-马夸特(LM)-反向传播(BP)算法神经网络伪距载波相位组合电离层残差组合

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    BDS GEO卫星的电离层VTEC反演性能评估

    朱屹李剑锋黄丁发
    43-50页
    查看更多>>摘要：北斗卫星导航系统(BDS)的地球同步轨道(GEO)卫星可以对固定穿刺点总电子含量(TEC)进行连续观测,可为电离层模型精化提供约束,但BDS GEO卫星探测范围包含了 20 000 km以上的稀薄等离子体,为了进一步研究其对TEC反演造成的影响,提出一种性能评估方法:利用BDS GEO卫星双频观测数据提取电离层穿刺点处的垂向电子总含量(VTEC);然后分析穿刺点处VTEC变化特性,并与全球电离层图、相邻中圆轨道(MEO)卫星反演VTEC比较;最后以经验电子模型为参考,评估 2 种卫星探测的等离子体层总电子含量.结果表明:研究区域内GEO-VTEC与全球电离层图有较好的一致性;在不同的地磁条件下,GEO-VTEC 与 MEO-VTEC 偏差的均方根值接近,最大不超过 2.46 个总电子含量单位;GEO与MEO卫星探测的等离子体层TEC值接近,20 000 km以上的等离子体对于TEC的影响可以忽略.说明GEO-VTEC与常用电离层产品以及MEO-VTEC的性能一致.

    地球同步轨道卫星(GEO)电离层探测全球电离层图(GIM)地磁风暴性能评估

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    星基GNSS掩星事件预报方法分析

    刘宾张绍成何友林虢盛...
    51-58页
    查看更多>>摘要：针对全球卫星导航系统(GNSS)星基掩星观测时长通常仅有几十秒,特别是在升星掩星观测中,需要快速实现负高度角卫星信号的捕获跟踪,才能获得及时有效的掩星观测时长的问题,基于先验轨道信息辅助的开环跟踪技术,提出一种基于切线高度的掩星事件快速预报方法,以辅助掩星接收机快速捕获和跟踪 GNSS 掩星信号,从而保证掩星观测数据质量和有效观测时长:对地球局部曲率中心进行修正,得到更为精准的切线高度;然后设置掩星事件的判决条件,采用极值的方式快速预报出符合阈值的掩星事件;最后对全球内曲率中心和曲率半径进行分析.实验结果表明,曲率中心的修正距离最大值可至 45 km,曲率半径波动范围可达到 65 km,足以影响掩星探测的准确预报.基于气象、电离层和气候星座观测系统(COSMIC-2)实测数据的仿真结果表明,掩星预报的全球定位系统(GPS)掩星漏报率低于 3%,格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)掩星漏报率约 14.5%,且预报掩星开始时间大多提前 5～10 s;证明基于切线高度的掩星预报方法能够有效地应用于星基掩星事件的预报,以辅助接收机准确捕获和跟踪信号,提升掩星观测资料的数据量和有效观测时长.

    全球卫星导航系统(GNSS)掩星掩星预报地球曲率改正开环跟踪气象、电离层与气候星座观测系统(COSMIC-2)

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    水下重力匹配导航关键技术及其研究进展

    周文健高春峰李金龙魏国...
    59-69页
    查看更多>>摘要：针对现有导航手段无法满足载体水下高精度安全航行的问题,研究分析水下重力匹配导航关键技术:介绍了国内外水下重力匹配导航及水下重力信息获取手段发展现状;然后从水下重力匹配导航的关键技术点出发,论述重力基准图构建技术、重力匹配导航适配区选择技术和重力匹配定位算法的基本原理和相关进展,指出 3 个领域存在的关键问题和研究方向;最后结合水下重力智能建图与匹配的相关需求,针对水下重力匹配导航未来的发展趋势进行展望.

    重力辅助导航惯性导航匹配算法重力基准图

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    BLE测距精度影响因素评估分析

    王敏敏杨燈王坚
    70-78页
    查看更多>>摘要：针对低功耗蓝牙(BLE)测距精度不稳定且误差较大的问题,提出一种BLE测距精度影响因素评估分析方法:选取 BLE 信距转换模型、信号传输角度、BLE 协议版本和遮蔽环境等 4 种影响因素进行实测实验,分析全域函数模型、分段函数模型、终端和BLE信标相对角度大小、4.2 和 5.0 不同协议版本、人体/易拉宝/纸板/穿孔铁板遮蔽环境等与BLE测距精度的关系.结果表明,基于分段拟合函数的BLE信距转换模型能小幅度提高拟合精度;信号传输角度越大等价距离圆上信号接收强度(RSS)值越小;同距离下不同BLE协议版本的RSS不相等;人体遮挡等遮蔽环境破坏BLE信号衰减规律而导致RSS降低.

    低功耗蓝牙测距精度信距转换模型室内定位

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    一种基于CEI的GEO目标滑窗式机动探测方法

    黄俊迦杜兰刘泽军张中凯...
    79-84页
    查看更多>>摘要：为了进一步提升地面跟踪站的监视预警能力,提出一种基于连线相位干涉测量(CEI)的地球静止轨道(GEO)目标滑窗式机动探测方法:立足于 CEI的 GEO短弧段定轨和预报,基于 GEO卫星位保机动的持续小推力和轨道缓慢渐变特性,提出一种针对 GEO 目标尤其是非合作 GEO 目标的滑窗式准实时机动探测方法;并利用亚太七号和中星十号卫星的 CEI 仿真和实测数据进行机动探测.结果表明,东西机动和南北机动捕获与卫星发动机的点火时刻基本保持一致,机动探测延迟量均小于 10 min;能够实现GEO目标的准实时机动告警.

    地球静止轨道(GEO)目标连线相位干涉测量(CEI)滑动窗口机动探测

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