GPS_伪卫星相对定位中伪卫星优化布设模型研究_刘超
基于伪卫星技术的导航定位与应用探讨

基于伪卫星技术的导航定位与应用探讨关键词:伪卫星技术导航定位应用前言:伪卫星定位技术为解决这一问题提供了一些新的思路和方法,伪卫星是一种基于地面的能够传播类似GPS信号的简易信号发生器。
利用各种载体建立的伪卫星站不仅可以区域增强GPS、GLONASS导航系统,而且对正在建设的伽利略和我国的北斗二代导航系统,在导航卫星不能满足定位要求时,甚至可以利用伪卫星进行卫星补充完成导航定位。
因此伪卫星已成为当前导航领域研究中的一个新颖且具有广泛应用前景的研究热点。
一、伪卫星系统定位原理以GPS卫星导航系统为例,GPS伪卫星定位系统是一个模拟GPS定位系统的区域定位系统,基本理论和研究方法都源于GPS,可用4颗以上的GPS伪卫星作为信号源来模拟GPS系统中的卫星,采用独立的坐标系和时间标准,组成伪卫星网络,并通过GPS接收机和主控站完成伪卫星系统的同步控制,导航信号的接收以及定位信息提取和解算,就能够给一定区域内进行定位。
伪卫星观测方程与常规的GPS观测方程不同:首先,由于伪卫星一般放置在大气对流层以内,所以不需要进行电离层延迟改正;其次,伪卫星信号所传播的路径一般都是在对流层较低的高度传播,所以也不能直接采用GPS观测常用的对流层改正模型,而必须采用特殊的对流层模型进行改正,也可以利用伪卫星自身的观测量进行改正,最后由于伪卫星的钟差远远大于GPS卫星的钟差,因此在测量时必须进行修正。
GPS定位技术的精度、可靠性以及完好性都与所跟踪的GPS卫星数目以及几何图形有着密切关系,而在一些特殊的地点,如深山峡谷、矿井坑道或者大型城市建筑内,往往由于信号遮挡严重,无法定位或者定位精度达不到用户要求,这就会使GPS系统的可用度降低,在这种情况下采用伪卫星定位技术就可以比较理想的满足用户需求。
二、基于伪卫星技术的导航定位与应用1.多径效应问题。
多径的产生是由于信号的反射引起的。
在伪卫星应用中,特别是在室内,反射比较多(如墙壁、桌子、凳子等反射),加之伪卫星本身也是反射信号,这就使得多径效应成为一个主要技术问题。
伪卫星组网定位技术研究开题报告

伪卫星组网定位技术研究开题报告一、问题背景在现代航空、航海、交通、农业、地质勘探、资源探测等领域,定位技术得到了广泛的应用和发展。
目前,全球卫星导航系统(GNSS)成为了定位技术的主导和基础,但存在着系统复杂、信号干扰以及天气、地形等因素干扰的问题。
因此,百度、腾讯等企业提出了伪卫星(HAPS)组网定位技术方案,以弥补GNSS存在的问题。
二、研究内容本研究将从以下几个方面进行探索和研究:1. HAPS定位技术的原理与发展情况:对HAPS定位技术进行深入的了解和分析,包括其原理、关键技术和目前的发展状况,从而为本研究的后续工作提供基础知识和理论支持。
2. HAPS组网定位方案的设计:通过对HAPS组网定位技术的研究和分析,设计出一种适合中国国情的HAPS组网定位方案,并进行可行性分析,考虑到天气、地形等复杂因素对定位效果的影响。
3. HAPS组网定位技术的实验验证:在设计出的HAPS组网定位方案下,通过实验验证集群HAPS对目标的定位准确性和可靠性,同时探究其在不同情况下的定位性能。
三、研究意义HAPS组网定位技术作为一项新兴的技术,在未来的应用前景和改善定位技术的实际效果方面具有广阔的发展前景。
本研究的结果将能够为中国HAPS组网定位技术的发展提供理论和技术支持。
同时,本研究的成果还可以为其他领域的定位技术提供借鉴和参考。
四、研究方法本研究采用文献调研和实验验证相结合的方法进行研究。
在调研的过程中,主要对HAPS组网定位技术进行综合了解和分析,包括技术原理、发展情况、国内外研究进展等。
在实验验证方面,将设计出HAPS组网定位方案,并进行实验验证,在不同的情况下对其定位性能进行评估和优化。
同时还将对研究结果进行统计分析,评估HAPS组网定位技术的实际效果。
五、预期成果1. 对HAPS组网定位技术的深入了解和分析,包括其原理、关键技术和发展状况等。
2. 设计出一种适合中国国情的HAPS组网定位方案,考虑到天气、地形等因素对定位准确性的影响。
改进GPS整周模糊度单历元求解方法(原创测绘论文)

改进GPS整周模糊度单历元求解方法(原创测绘论文)改进GPS整周模糊度单历元求解法在阳山金矿控制测量中的验证叶培1,1,安立宝2,2,庄景禾2,1(1,武警黄金第十二支队,四川成都610036,2,中国黄金集团阳山金矿有限公司,甘肃文县,746400)[摘要]快速准确地确定整周模糊度是进行高精度GPS测量的关键问题。
本文作者根据阳山金矿控制测量的自身特点,对刘宁等人提出的新GPS整周模糊度单历元求解法进行改进,简化模糊度搜索空间,增加单频机采集数据的算法,通过线性组合逆变化求取模糊度,以模糊度函数法进行真值的搜索,实现单历元解算。
在阳山矿区GPS控制测量中随机选取两条基线进行解算,从而证明此法的可行性和可靠性。
[关键词]整周模糊度;单历元;GPS;阳山矿区;模糊度搜索空间[文章编号]TD178[文献标识码]B[第一作者]叶培(1978-),男,2011年毕业于成都理工大学,获工程硕士学位,工程师,长期从事工程测绘工作。
Email:****************1、引言快速准确地确定整周模糊度是进行高精度GPS测量的关键问题,目前较为常见的模糊度解算方法有最小二乘搜索法、快速模糊度搜索的滤波法和最小二乘模糊度降相关平差法等。
这些方法各有优点,但也有其局限性,主要表现在需先进行相位周跳的探测与修复,且当卫星信号被遮挡时,需要对整周模糊度重新求解。
刘宁等人提出了一种新的GPS整周模糊度单历元求解法[1],不需要较为准确的先验约束信息便能得到高精度测量值。
但是各个测区,有其自身特点,这种方法是不是在每个测区都能得到较为可靠的精度,是一个值得探讨的问题。
武警黄金第十二支队从2000年开始,在甘肃省文县阳山金矿带陆续进行了大面积的GPS控制测量,其中D级控制测量面积为198平方千米,E级控制测量面积为87平方千米,整个GPS控制测量时间经历了近13年的时间。
阳山金矿测区属于秦岭造山带,地形复杂,切割较大,植被茂密,部分地区还有池塘和湖水对卫星信号起一定反射作用,而且2005年以前采集数据的机器还为单频机,如何根据测区自身特点来对这个新算法进行一定改进以提高GPS精度,就显得很有必要。
基于北斗导航定位系统的伪卫星技术研究

基于北斗导航定位系统的伪卫星技术研究一、本文概述随着科技的飞速发展,全球定位系统(Global Positioning System,GPS)在军事、民用等多个领域发挥了巨大作用。
依赖单一系统的风险逐渐显现,特别是在复杂环境和关键领域,如航空、航海等,多系统融合定位技术成为了研究的热点。
北斗导航定位系统(Beidou Navigation Satellite System,BDS)作为我国自主研发的全球卫星导航系统,其独特的优势和广泛的应用前景,使得基于北斗导航定位系统的伪卫星技术研究显得尤为重要。
伪卫星技术,也称为地面增强系统(Ground Augmented System,GAS),通过在地面设置类似于卫星的信号发射装置,可以增强或补充卫星导航信号,提高定位精度和可用性。
本文旨在深入研究基于北斗导航定位系统的伪卫星技术,分析其工作原理、系统架构、关键技术以及应用场景,为我国在全球导航卫星系统领域的技术创新和应用发展提供参考。
本文将首先介绍北斗导航定位系统的基本原理和发展现状,为后续伪卫星技术的研究奠定基础。
随后,详细阐述伪卫星技术的基本概念和关键技术,包括信号生成、传输、接收和处理等方面。
在此基础上,探讨伪卫星技术在不同应用场景下的优势和挑战,以及未来的发展趋势。
对全文进行总结,并指出需要进一步研究的问题和方向。
通过本文的研究,我们期望能够为北斗导航定位系统的伪卫星技术提供更加全面、深入的理论支持和实际应用指导,推动我国在全球导航卫星系统领域的技术进步和应用创新。
二、北斗导航定位系统分析北斗导航定位系统(BDS)是中国自主研发的全球卫星导航系统,旨在为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。
该系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,其中空间段包括地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中地球轨道卫星等多种类型的卫星,共同构成覆盖全球的卫星网络。
在技术特点上,北斗导航定位系统采用了三频信号、星间链路、区域短报文通信等独特设计,提高了系统的可用性和精度。
GPSSBAS伪卫星多模式定位信号接收处理技术研究的开题报告

GPSSBAS伪卫星多模式定位信号接收处理技术研究的开题报告一、研究背景随着全球定位系统(GPS)的应用广泛,其在陆地、海洋、航空航天等领域均有大量的应用,使得位置服务变得更加便捷和精确。
但是,在某些特定的应用场合下,GPS等卫星定位系统存在一些不足,如GPS在城市峡谷、建筑物等复杂环境中的定位精度下降等问题。
因此,一些新的增强卫星系统被提出来,以便提高卫星导航系统在这些特定场合下的性能,其中包括GPSSBAS伪卫星系统。
GPSSBAS伪卫星系统是一种基于GPS(全球卫星定位系统)和SBAS(卫星增强系统)融合的多模式定位系统,它同其他卫星导航系统一样,可为用户提供精确、实时、全球覆盖的位置信息,用于航空、航海、汽车导航等领域。
在这种新型的系统中,GPS卫星为主导定位系统,SBAS卫星为辅助定位系统,通过伪卫星系统和增强信号提高了定位精度和可靠性,特别是在城市峡谷等信号传播障碍比较严重的环境中性能更为突出。
二、研究内容本架构旨在通过研究和开发GPSSBAS伪卫星多模式定位信号接收处理技术,提高GPS在信号传播障碍比较严重的环境以及其他特定场合下的性能。
本项目包括以下研究内容:1.通信协议:研究适合GPSSBAS伪卫星通信信号的协议,并根据要求进行适当的改良,以便适应不同的应用环境。
具体内容包括:协议的设计和实现,通信信号的分析和测试,协议的优化。
2.信号接收处理算法:研究适合GPSSBAS伪卫星信号的接收处理算法,并解决在复杂环境下信号质量差、定位数据传输速度等问题。
具体内容包括:信号异步控制算法的设计和实现、信号分析和处理算法的研究和实现、精度评估算法的设计和实现。
3.实验验证:结合实际场景,评估GPSSBAS伪卫星多模式定位信号接收处理技术的性能,具体内容包括:算法验证和数据分析、实验系统的设计和实现、性能评估测试和数据分析、方案优化和优化结果验证。
三、研究意义此次研究将对GPS等卫星导航系统的可靠性、安全性、舒适性等方面提出更高的要求,能够为相关领域的应用提供更具有操作性、安全性、精度性、通用性的方案。
伪卫星导航系统的设计与研究

伪卫星导航系统的设计与研究第一章:绪论伪卫星导航系统是一种新型的导航系统,它通过地面部署的伪卫星信号发射设备来模拟卫星信号,实现导航定位和数据传输等功能。
与传统的卫星导航系统相比,伪卫星导航系统具有成本低、信号强、定位精度高等优点,使其在某些应用场景中具有广泛的应用前景。
本文将围绕着伪卫星导航系统的设计和研究,从技术原理、系统架构、信号模拟、定位算法等多个方面进行介绍和探讨。
第二章:技术原理伪卫星导航系统的核心技术是信号模拟。
该系统通过利用地面部署的发射设备,将模拟的卫星信号以相同的频率及调制方式发射到空中,使接收设备误认为是真正的卫星信号,从而实现类似于卫星导航系统的定位功能。
该系统的信号模拟技术核心在于信号生成和调制。
首先信号生成器将产生基带信号,然后经过调制器和幅度扩展器,再通过功率放大器发射出去。
第三章:系统架构伪卫星导航系统的系统架构包括发射子系统和接收子系统两部分。
发射子系统主要包括信号发生器、调制器、功率放大器等信号发射设备,接收子系统主要包括接收天线、接收机等。
其中,信号发生器是发射子系统的核心部件,主要负责产生信号源。
调制器用于将信号源调制成卫星信号的频率和调制方式。
功率放大器则是将调制后的信号放大到合适的发射功率。
接收子系统对发射的信号进行接收,并进行解调、解码等处理。
接收子系统的核心部分是接收机,用于识别和捕获接收到的信号,将其转换为数字信号,以便后续数据处理和分析。
第四章:信号模拟技术信号模拟技术是伪卫星导航系统中最核心的技术,它涉及到信号的生成、调制和发射等多个环节。
在实际应用中,使用数字信号处理技术可以较好地实现信号模拟。
以GPS信号为例,信号的基带部分包括导航消息和码。
导航消息是用于传递卫星位置等信息的信号,而码则是用于接收设备进行定位精度统计和滤波的重要信息。
因此,在信号模拟中需要考虑这两个信号的生成和调制等问题。
此外,在信号模拟技术中还需要考虑信号传输的距离、信噪比以及多径效应等问题。
采用GPS伪卫星技术提高定位精度的研究

采用GPS伪卫星技术提高定位精度的研究
杨光;何秀凤;华锡生
【期刊名称】《河海大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2004(032)003
【摘要】对伪卫星技术的原理、特点作了介绍,并结合小东江大坝监测实例,采用伪卫星技术,提高了GPS定位精度.结果表明,伪卫星能够显著增强几何图形结构,提升测量精度,尤其是垂直方向上的精度.
【总页数】3页(P276-278)
【作者】杨光;何秀凤;华锡生
【作者单位】河海大学土木工程学院,江苏,南京,210098;河海大学土木工程学院,江苏,南京,210098;河海大学土木工程学院,江苏,南京,210098
【正文语种】中文
【中图分类】P228.4
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/伪卫星相对定位中伪卫星优化布设模型研究 第 1 期 刘 超等 :G P S
1 2 1
/伪 卫 星 组 合 相 对 定 位 技 术 得 到 近年来 , G P S 了较为广泛的研究 , 已在大坝监测 、 建筑物监测 、 露 并且取 天矿区边坡监测等方面得到了广泛的应用 ,
] 1 4 - 得了较 理 想 的 结 果 [ 该技术有效解决了单独 .
收稿日期 : 2 0 1 0 0 3 1 2 ) ; ; 基金项目 :国家自然科学基金项目 ( 江苏省普通高校研究生科研创新计划项目 ( 国土环 4 1 0 7 4 0 1 0, 4 0 9 0 4 0 0 4, 4 1 1 0 4 0 0 5 C X 1 0 B 1 4 0 Z) - ) ; 境与灾害监测国家测绘局重点实验室开放基金项目 ( 江苏省 “ 青蓝工程 ” 项目 L E DM 2 0 1 0 B 1 2 , /伪卫星集成精密定位与网络 R 作者简介 :刘 超 ( 男, 陕西省蒲城市人 , 博士研究生 , 从事 G 1 9 8 5- ) P S T K 技术方面的研究 . : : E-m a i l c e l i a n l a n 6 3. c o m T e l 1 3 6 8 5 1 3 4 6 5 7 @1 g g
/ 伪卫星相对定位中伪卫星优化布设模型研究 G P S
2 ,高井祥2,于子晏2,王 坚2 刘 超1,
( 1.中国矿业大学 国土环境与灾害监测国家测绘局重点实验室 ,江苏 徐州 2 2 1 0 0 8; ) 2.中国矿业大学 环境与测绘学院 ,江苏 徐州 2 2 1 1 1 6
摘要 :分别 阐 述 了 G 与相对定位精度因子( P S绝对定位精度因子( PDOP, HDOP, VDOP ) PRDOP, 的相关理论 , 并进行了相 应 的 公 式 推 导 , 系统比较了两种定位因子的 异 同 点, 说明 HRDOP, VRDOP) 了采用相对定位因子作为相对定位中伪卫星布设依据 的 必 要 性 ; 在 此 基 础 上, 建 立 了 以 高 度 角、 方位角和观测时间为自变量 , 双差相对精度因子为因变量的四维模型 , 论述了运用该模型进行伪 卫星优化布设的具体步骤 . 并分 别 以 PDOP 和 PRDOP 为 例 , 通过实测数据对模型进行测试和分析. 结果表明 : 但其局部不一 致 ; 建 立 的 四 维 模 型 为 PRDOP 的 变 化 PDOP与 PRDOP具有相似的变化趋势 , 为高效的伪卫星选址工作提供了可靠的依据 , 实现了伪卫星的最优化布 趋势进行了全时空显示 , 设. /伪卫星组合技术 ;绝对定位精度因子 ;相对定位精度因子 ;优化布设 关键词 : G P S 中图分类号 : P 2 2 8 . 4 文献标识码 :A ( ) 文章编号 : 1 0 0 0 1 9 6 4 2 0 1 2 0 1 0 1 2 0 0 7 - - -
12 2 2 2 , ,WANG L I U C h a o GAO J i n x i a n YU Z i a n J i a n - -y g g, ,
( , 1.K e L a b o r a t o r o f L a n d E n v i r o n m e n t &D i s a s t e r M o n i t o r i n o f S B S M, C h i n a U n i v e r s i t o f M i n i n &T e c h n o l o y y g y g g y , ; , X u z h o u J i a n s u 2 2 1 0 0 8, C h i n a 2. S c h o o l o f E n v i r o n m e n t &S a t i a l I n f o r m a t i c s g p , , ) C h i n a U n i v e r s i t o f M i n i n &T e c h n o l o X u z h o u J i a n s u 2 2 1 1 1 6, C h i n a t +c -δ + δ r( j( j( j( ( ) ( ) ( ) , δ δ εt t i t + jt + j ρ ρ ( , , …, ) , 1 2 n j=
( ) 1
)为伪距观测值 ; ) 式中 : R t c 为真空中光速 ; t t δ j( j( )为 接 收 机 钟 差 ; ) , 为卫 星 j 的 钟 差 ; t t t δ δ r( t j( ρ )分别为对流层延迟和电离层延迟 ; ( )为观 t t δ ε i ( j ρ )为 接 收 机 与 卫 星 间 测噪声 ; n 为可视卫 星 数 ; t j( ρ 的几何距离 ,
: ( r e c i s i o n o s i t i o n i n A b s t r a c t C o m a r i n t h e d i f f e r e n c e s b e t w e e n d i l u t i o n o f f o r a b s o l u t e e . . p p g p g g ( PDOP,HDOP, VDOP) a n d f o r r e l a t i v e o s i t i o n i n e . . PRDOP,HRDOP, VRDOP) o f G P S, t h e r e f u n - p g g , d a m e n t a l t h e o r i e s a n d c o r r e s o n d i n f o r m u l a s w e r e i l l u s t r a t e d a n d t h e n e c e s s i t o f t h e u s e o f p g y , d i l u t i o n o f o f r e l a t i v e w a s e x l a i n e d .O n t h e b a s i s o f t h a t a f o u r d i t h e r e c i s i o n o s i t i o n i n - - p p p g , m e n s i o n a l m o d e l w a s t a k i n t h e d i l u t i o n o f o f r e l a t i v e a s t h e d e r o o s e d r e c i s i o n o s i t i o n i n - g p p p p g , e n d e n t v a r i a b l e a n d o b s e r v a t i o n t i m e a z i m u t h a n d e l e v a t i o n a n l e a s t h e i n d e e n d e n t v a r i a - p g p , b l e s a n d t h e c o n c r e t e s t e s t o t h e a l i c a t i o n o f t h e m o d e l w a s i mm e d i a t e l . T h e n PDOP i v e n p p p g y a n d PRDOP w e r e t a k e n a s u d m e n t i n d e x e s f o r r e s u l t e v a l u a t i o n. T h e r e s u l t s i n d i c a t e t h a t PDOP j g , e n e r a l l a r t i a l a n d PRDOP g v a r i n s i m i l a r m a n n e r s b u t t h e i r v a r i a t i o n r a n e s a r e i n c o n s i s t e n t y p y g , a n d t h e f o u r d i m e n s i o n a l m o d e l r e a l i z e s t h e o t i m a l s e u d o l i t e s l o c a t i o n f o r t h e f i r s t t i m e a n d - p p i m r o v e s t h e r e l i a b i l i t a n d e f f i c i e n c o f t h e l o c a t i o n s . d r a m a t i c a l l s e u d o l i t e s p y y y p : / ; ; K e w o r d s i n t e r a t i o n o f G P S d i l u t i o n o f o f a b s o l u t e d i l u s e u d o l i t e s r e c i s i o n o i t i o n i n - g p p ps g y ; t i o n o f o f r e l a t i v e o t i m a l l o c a t i o n r e c i s i o n o s i t i o n i n p p p g
2 2 2 ) ( ) ) ) -X)+ ( - +( -Z) , t Xj( t Yj( t Y) Z t =槡 j( j( ρ ( …, , ( ) 2, n) 2 j = 1, ( ) , ) , ) )为卫星j 在t 时刻的 式中 : Xj( t Yj( t Z t j(
G P S 系统相对定 位 的 两 个 问 题 : 1)由 于 卫 星 分 布 及轨道倾角引起的高程精度低于平面精度 , 中纬度 地区 N 方 向 精 度 低 于 E 方 向 精 度 的 G P S系统固
第4 1 卷 第 1 期 中国矿业大学学报 V o l . 4 1 N o . 1 2 0 1 2 年 1 月 J o u r n a l o f C h i n a U n i v e r s i t o f M i n i n &T e c h n o l o a n . 2 0 1 2 J y g g y