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导航定位与授时
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双月刊

导航定位与授时/CSCDCSTPCD北大核心
正式出版
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    北斗三号系统卫星自主完好性监测技术

    陈雷裴凌高为广蔡洪亮...
    1-9页
    查看更多>>摘要：完好性对于全球卫星导航系统(GNSS)来说至关重要,关乎到其能否被放心应用.卫星自主完好性监测(SAIM)技术,是完好性监测技术发展的前沿趋势,国内外卫星导航系统均竞相发展.介绍了北斗三号系统SAIM技术设计与实现的重要意义,从功能设计和实现原理两个方面,阐述了北斗三号SAIM技术体制.针对SAIM实际在轨监测数据的正态分布特性服从程度和长期稳定性等问题,随机选取某一颗中圆轨道(MEO)卫星自2020年7月31日北斗三号系统正式开通服务以来至2021年7月31日连续1年期间的监测数据,得到真实在轨监测数据的分布特性.最后,提出了告警门限优化、分级告警策略设计、星历完好性自主监测等方面的后续发展必要性建议,旨在为北斗系统更好地为全球用户提供更优质的完好性服务提供参考.

    全球卫星导航系统北斗三号系统卫星自主完好性监测告警门限分级告警星历自主监测

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    信道状态信息无线感知数据获取及应用综述

    王腾毕京学陈国良孙猛...
    10-29页
    查看更多>>摘要：近年来,基于信道状态信息(CSI)的无线感知技术在室内定位、活动识别、健康检测等方向有众多探索性研究应用.然而,现有研究获取CSI数据主要依靠自主采集,对CSI开源数据集和数据采集设备/工具的研究现状不够清晰.首先阐述了基于无线保真(WiFi)CSI的无线感知技术,详细介绍了 9种CSI数据采集设备/工具,概括了 CSI的应用方向及研究现状,并汇总了近5年的CSI开源数据集,分析了现有CSI无线感知研究的局限性与面临的挑战,最后总结全文并对CSI无线感知未来的发展进行展望.

    无线保真信道状态信息无线感知数据获取数据集综述

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    双线程滑动窗口多系统GNSS超快精密定轨实现及评估

    金炜桐蔚保国盛传贞张京奎...
    30-42页
    查看更多>>摘要：全球导航卫星系统(GNSS)超快精密定轨为GNSS实时应用提供了高精度空间基准.基于天地协同定位、导航与授时(PNT)网络服务中心实现了四系统GNSS卫星超快精密定轨,并对定轨结果进行精度评价.介绍了天地协同PNT网络的概念内涵以及网络服务中心部署的超快精密定轨软件架构和详细功能,并针对实时应用需求提出了一种双线程滑动窗口超快精密定轨策略.最后利用重叠弧段比较、与外部轨道产品比较以及卫星激光测距(SLR)检核3种方式对定轨结果进行了精度评价.结果表明,与武汉大学分析中心的最终事后精密轨道产品相比,四系统GNSS MEO卫星预报6 h弧段的径向均方根(RMS)误差整体在2～5 cm水平,BDS2 IGSO卫星最小一维RMS误差在10～15 cm水平;GPS和Galileo卫星的SLR检核残差均值在1～3 cm水平,标准差在3～6 cm水平,能够满足后续厘米级实时应用对空间基准的精度需求.

    超快精密定轨多系统GNSS卫星天地协同PNT网络均方根误差

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    广播星历旋转误差对低轨星载BDS-3/GPS实时精密定轨影响分析

    李敏王煜斌李文文蒋科材...
    43-52页
    查看更多>>摘要：基于LT-01A卫星星载BDS-3/GPS观测值进行了星载实时精密定轨研究,并重点分析了广播星历旋转误差对实时定轨精度的影响.通过赫尔默特转换评估了所选时段内GPS和BDS-3广播星历轨道旋转误差,显示BDS-3广播星历旋转误差可达-8.7 mas,平均量级较GPS大约2.5倍.BDS-3广播星历经旋转改正后,轨道切向、法向均方根(RMS)误差从25 cm左右提升至10 cm量级,提升幅度超过50％.因此,基于星载BDS-3以及BDS-3/GPS联合的实时定轨精度受BDS-3星历旋转误差影响严重,且主要作用于切向和法向.经过旋转改正后,单独BDS-3实时定轨在切向、法向、径向RMS分别为21.0 cm、10.7 cm及11.2 cm,其切向和法向精度比改正前分别提升15.0％和31.8％;BDS-3与GPS联合定轨进一步提升切向精度至19.4 cm.得益于BDS-3广播星历较高的精度,单BDS-3以及BDS-3/GPS联合的实时定轨在旋转改正前的三维RMS分别为31.9 cm和29.2 cm,较单GPS实时定轨分别提升9.1％和16.8％;添加旋转改正后,其定轨精度分别提升至26.7 cm和25.0 cm,较单GPS实时定轨分别提升22.6％和27.5％.

    低轨卫星北斗三号广播星历实时精密定轨旋转误差

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    密林环境空地协同GNSS/UWB快速高精度定位技术

    王星星张子腾盛传贞蔚保国...
    53-64页
    查看更多>>摘要：针对密林中卫星信号遮挡难以实现快速高精度定位的问题,提出了一种密林环境空地协同全球卫星导航系统/超宽带(GNSS/UWB)高精度定位方法.该方法综合考虑无人机平台在空旷环境快速运动与超宽带的强穿透性测量等特征,通过无人机携带GNSS/UWB集成化载荷,以移动单基站模拟多基站,配合密林中UWB标签组网测距,完成密林中UWB标签定位.对基站布设方案展开研究,为密林环境下空地协同GNSS/UWB快速高精度定位技术应用提供基站布设指导和依据,并且利用密林环境下实测测距实验+仿真定位实验对提出的方法进行验证.结果表明,所述方法可有效实现密林环境下的快速高精度定位,精度达到分米级,并且通过优选基站布设网型、范围及高度可有效提高定位精度,为密林环境下快速高精度定位方法提供了理论支撑.

    高精度定位空地协同密林环境超宽带基站构型

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    天线整流罩对GNSS观测值与定位精度影响研究

    程晓晖赵传宝陈嘉琦
    65-71页
    查看更多>>摘要：当前大部分城市为保护卫星连续运行参考站(CORS)系统基准站天线安装了整流罩,但天线整流罩对观测值以及基准站坐标影响的研究仍显不足.为解决基于广州CORS(GZCORS)的网络RTK高程测量存在较大偏差的问题,基于2016-2021年观测站数据,以及拆除基准站天线罩前后的观测数据质量与定位效果相关分析,对天线整流罩对GNSS观测值与高程定位精度的影响进行了深入探究,并分别进行了静态仿动态和城市车载动态定位测试验证.研究结果显示,天线整流罩在一定程度上会增加原始观测值的多路径效应影响,降低约10％的数据可用率,并对基准站高程定位结果产生1～14 cm的系统性偏差,进而影响用户RTK高程定位效果.定位结果显示,拆除基准站天线罩后,基于GZCORS的RTK水平定位均方根误差(RMS)为1 cm左右,高程定位精度RMS为2 cm左右;城市场景下车辆动态定位精度RMS为15～20 cm,满足车道级定位性能.

    天线整流罩卫星连续运行参考站系统(CORS)多路径效应高程定位

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    面向高轨空间的北斗导航性能增强星座选型研究

    李森董启甲王盾
    72-78页
    查看更多>>摘要：由于高轨空间超出北斗卫星导航系统的正常服务区域,导航信号微弱、可见性差,难以实现高轨飞行器全程稳定可靠的导航定位服务.提出了以空间卫星为时空基准传递平台,向高轨空间区域发射导航信号,从而提高高轨飞行器导航性能的方法,并展开面向高轨空间的北斗导航性能增强星座选型研究.基于卫星可见性、精度衰减因子(DOP)、信号接收门限和所需增强卫星数目等评估指标,仿真分析了基于LEO星座、MEO星座和HEO星座的北斗导航增强性能.

    星座设计卫星可见性高轨卫星导航精度衰减因子值

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    HOI延迟对LEO卫星简化动力学POD的影响

    张兵良方卓李珊珊曾彬...
    79-86页
    查看更多>>摘要：通常使用无电离层(IF)线性组合(LC)消除低地球轨道(LEO)卫星简化动力学精密定轨(POD)一阶电离层延迟误差,忽略了高阶电离层(HOI)延迟误差.随着LEO卫星POD技术的发展,计算不同轨道高度的HOI延迟并探索其变化已成为进一步提高POD精度的重要手段.首先,使用国际参考电离层-2016(IRI-2016)和国际地磁参考场第13代(IGRF-13)模型,计算电离层穿刺点(IPP)位置和地磁场强度.其次,使用平滑星载GNSS数据计算电离层斜路径总电子含量(STEC).然后,分别计算GOCE、GRACE-A和SWARM-A/B卫星的二阶和三阶电离层延迟.最后,评估了 HOI延迟对LEO卫星重叠轨道分析、卫星激光测距(SLR)检核和精密科学轨道(PSO)比较结果的影响.实验结果表明:HOI延迟对LEO卫星简化动力学POD的影响大约在毫米至厘米的数量级上;HOI延迟对LEO卫星简化动力学POD外符合精度的影响分别达到0.92,0.22,0.21和0.18 mm;随着LEO卫星轨道高度的增加,HOI延迟对LEO卫星简化动力学POD的影响减小.

    LEO卫星HOI延迟简化动力学POD轨道高度

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    基于载噪比同步变化的北斗欺骗检测方法

    马志奇叶红军魏亮
    87-96页
    查看更多>>摘要：欺骗干扰已经成为北斗卫星导航系统安全性的一个严重威胁.针对北斗系统面临的欺骗干扰问题,建立二元假设检验模型.由于施加单一天线发射的欺骗干扰后,当前观测频点下各高俯仰角可见星的载噪比值会产生相同的变化趋势,所以基于此变化规律提出了一种利用K-means聚类算法进行分析的北斗卫星信号欺骗干扰检测方法,并给出了施加欺骗载噪比变化域的定义.最后通过在外场搭建实验环境,对实采数据进行了实验验证.实验结果表明,本方法对于欺骗功率优势≥6 dBm的大功率优势欺骗信号的检测概率可以达到95％以上,为提高接收机抗干扰能力提供了有益参考.

    欺骗检测聚类载噪比卫星导航抗干扰

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    一种结合角距特征的改进栅格星图识别算法

    徐俣长张扬叶志龙谢凤英...
    97-105页
    查看更多>>摘要：针对栅格算法易受邻域星点影响导致误匹配的问题,提出了 一种结合角距特征的改进栅格星图识别算法.首先介绍了改进栅格算法的原理,其次设计了融合栅格识别模式和星角距识别模式的算法实现流程,最后开展了基于不同视角下的大视场仿真星图的算法试验验证和性能分析.结果表明,由于角距特征具有旋转不变性和不易受观测星邻域星点分布影响等特点,结合角距特征对失效观测星进行再匹配的改进栅格算法,在兼顾存储量需求小、运行速度快等优势的同时,识别率和鲁棒性也得到了提升,最高识别率可达98.88％,在位置噪声干扰以及缺失星干扰下,改进算法的识别率仍可保持在95％,说明算法鲁棒性强,具有较好的应用前景.

    天文导航星敏感器星图识别栅格算法角距特征

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