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基于UKF的GPS/SINS伪距(伪距率)组合导航系统设计 被引量:20
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作者 鲍其莲 周媛媛 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2008年第1期78-81,共4页
采用位置、速度组合的GPS/SINS组合导航系统由于GPS各量测量之间的相关性,影响了组合导航的整体精度。为了提高组合导航的精度和可靠性,采用了直接利用GPS接收机原始测量信息伪距、伪距率的组合方式。UKF(Unscented Kalman Filter)是针... 采用位置、速度组合的GPS/SINS组合导航系统由于GPS各量测量之间的相关性,影响了组合导航的整体精度。为了提高组合导航的精度和可靠性,采用了直接利用GPS接收机原始测量信息伪距、伪距率的组合方式。UKF(Unscented Kalman Filter)是针对非线性模型的滤波方法,它避免了对非线性方程线性化的过程,具有较高的精度和较好的鲁棒性。将UKF滤波方法应用于伪距、伪距率的组合导航系统中,并将UKF与卡尔曼滤波和自适应滤波方法进行了仿真比较研究。实验结果表明,UKF位置、航向估计的精度都要优于卡尔曼滤波和自适应滤波,使整个导航系统具有更高的精度和可靠性。 展开更多
关键词 组合导航 伪距 卡尔曼滤波 自适应滤波 平淡卡尔曼滤波
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SINS/GPS紧耦合组合导航 被引量:18
2
作者 郑辛 付梦印 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期33-37,共5页
针对可用星数目小于4情况下,SINS/GPS松散组合导航必须转为纯惯性状态,无法解决纯惯性导航参数误差发散的问题,提出了以导航星伪距和伪距率为观测量的紧耦合SINS/GPS组合导航方案。建立了紧耦合系统的数学模型,搭建了硬件系统,并应用于... 针对可用星数目小于4情况下,SINS/GPS松散组合导航必须转为纯惯性状态,无法解决纯惯性导航参数误差发散的问题,提出了以导航星伪距和伪距率为观测量的紧耦合SINS/GPS组合导航方案。建立了紧耦合系统的数学模型,搭建了硬件系统,并应用于工程实践。车载试验结果表明:当可用星数目小于4时,紧耦合系统定位的纬度误差、经度误差小于100 m,且与导航时长无关,而纯惯性系统定位误差随时间发散,0.5 h纬度误差为1000 m,而1 h时纬度误差增至2000 m左右;当可用星数目大于等于4时,SINS/GPS紧耦合模式其经、纬度误差小于10 m,高程误差小于20 m,而松散组合时误差约为前者3倍。 展开更多
关键词 纯惯性 松散组合 紧耦合 伪距 伪距率 可用星数目
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SINS/GPS紧组合与松组合导航系统性能仿真分析 被引量:17
3
作者 王君帅 王新龙 《航空兵器》 2013年第2期14-19,共6页
SINS/GPS组合可以有效提高导航系统的性能。建立SINS/GPS全系统仿真模型,构建SINS仿真器、GPS星座,并给出最佳导航星的选择方法。在建立SINS/GPS组合导航系统状态模型和量测模型的基础上,分别以位置、速度为观测量和以伪距、伪距率为观... SINS/GPS组合可以有效提高导航系统的性能。建立SINS/GPS全系统仿真模型,构建SINS仿真器、GPS星座,并给出最佳导航星的选择方法。在建立SINS/GPS组合导航系统状态模型和量测模型的基础上,分别以位置、速度为观测量和以伪距、伪距率为观测量设计了松组合与紧组合导航系统的Kalman滤波器。在相同的条件下,对这两种不同组合模式的导航系统进行仿真验证。仿真结果表明,与松组合导航系统相比,紧组合导航系统的收敛性能更好,尤其是在受到外界干扰或遮挡,使可用的导航星数目不足四颗时,紧组合导航系统具有更好的导航性能。 展开更多
关键词 组合导航 位置 速度 伪距 伪距率
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北斗三星无源定位技术 被引量:14
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作者 刘雅娟 《无线电工程》 2006年第2期36-39,共4页
介绍了北斗双星定位系统的特点、功能、系统组成和工作原理,说明了北斗有源定位方式在应用方面的局限性。针对北斗有源定位方式不能无线电静默,和人们对具有无线电隐蔽性的卫星定位的需求,详细介绍一种北斗三星无源定位技术:包括工作原... 介绍了北斗双星定位系统的特点、功能、系统组成和工作原理,说明了北斗有源定位方式在应用方面的局限性。针对北斗有源定位方式不能无线电静默,和人们对具有无线电隐蔽性的卫星定位的需求,详细介绍一种北斗三星无源定位技术:包括工作原理、实现方法、定位精度分析和目前达到的定位精度。阐述了北斗三星无源定位技术的优点和应用形势。 展开更多
关键词 有源定位 无源定位 伪距 时钟偏差 海拔高度 三星无源定位
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星载GPS伪距测量数据质量分析 被引量:12
5
作者 王甫红 刘基余 《测绘科学技术学报》 北大核心 2007年第2期97-99,共3页
研究了星载GPS伪距测量精度评定方法以及粗差的探测方法,用自编的软件对CHAMP卫星和SAC-C卫星的星载GPS实测数据进行了详细的分析。结果表明:随着卫星高度角的不同,多路径效应与伪距测量噪声对星载GPS伪距测量精度的影响在0.5-3.0 m之... 研究了星载GPS伪距测量精度评定方法以及粗差的探测方法,用自编的软件对CHAMP卫星和SAC-C卫星的星载GPS实测数据进行了详细的分析。结果表明:随着卫星高度角的不同,多路径效应与伪距测量噪声对星载GPS伪距测量精度的影响在0.5-3.0 m之间;CHAMP和SAC-C星载GPS观测数据中,伪距粗差观测值所占的比例分别达到1.2%和3.0%。 展开更多
关键词 数据质量 粗差 星载GPS测量 伪距
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基于补充卡尔曼滤波的载波相位平滑伪距算法 被引量:13
6
作者 杨春燕 吴德伟 +1 位作者 卢艳娥 张辉 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2008年第5期52-56,共5页
在高精度GPS接收机的基带信号处理中,利用载波相位对码伪距观测量进行平滑可以获得比伪码测量更高的精度。传统的载波相位平滑伪距算法适用于平滑历元数较少的情况,对短时多历元平滑的情况并不适用。针对这一问题,详细分析了传统载波相... 在高精度GPS接收机的基带信号处理中,利用载波相位对码伪距观测量进行平滑可以获得比伪码测量更高的精度。传统的载波相位平滑伪距算法适用于平滑历元数较少的情况,对短时多历元平滑的情况并不适用。针对这一问题,详细分析了传统载波相位平滑伪距算法在多历元平滑时所存在的不足,提出了在基带信号处理中采用补充卡尔曼滤波进行相位平滑伪距的算法,并给出了相应的数学解算过程和算法适用条件。仿真分析结果表明,由于补充卡尔曼滤波算法综合考虑了相关观测误差的影响,因此,当平滑历元数大于500时,补充卡尔曼滤波算法平滑精度要优于传统的平滑算法。 展开更多
关键词 GPS 补充卡尔曼滤波 伪距 载波相位
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北斗卫星伪距多路径系统偏差的修正方法及其对单频PPP的影响分析 被引量:11
7
作者 汪捷 何锡扬 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第7期841-847,共7页
北斗伪距观测值存在特有的多路径系统性偏差,偏差的数量级达到几个分米到米。该系统偏差可分为两类:一类是IGSO/MEO卫星随高度角变化的伪距系统性偏差;另一类是GEO卫星(高度角仅微小变化)明显的伪距系统性偏差。系统性的伪距偏差导致GE... 北斗伪距观测值存在特有的多路径系统性偏差,偏差的数量级达到几个分米到米。该系统偏差可分为两类:一类是IGSO/MEO卫星随高度角变化的伪距系统性偏差;另一类是GEO卫星(高度角仅微小变化)明显的伪距系统性偏差。系统性的伪距偏差导致GEO卫星MP序列的标准偏差较大,本文针对GEO卫星伪距偏差问题提出了一种基于卡尔曼滤波的修正方法,修正后的GEO卫星MP序列的标准偏差下降了10%~16%。基于伪距相位组合的单频PPP技术的伪距权重较大,会受到北斗伪距偏差的影响,分析表明该系统性偏差将导致单频PPP定位结果高程方向产生约1m的偏差。对GEO伪距偏差采用提出的卡尔曼滤波修正方法进行修正,并应用Wanninger和Beer的高度角模型消除IGSO/MEO观测值伪距偏差,本文对修正后的单频精密单点定位精度进行了分析。4个multi-GNSS experiment(MGEX)站10d观测数据的分析结果表明:仅改正和卫星多路径误差,高程方向定位结果精度可改善65%左右;采用本文方法对GEO卫星的多路径修正后,该方向定位结果精度改善比例将进一步提高至75%左右。 展开更多
关键词 北斗 单频精密单点定位 滤波 多路径 伪距 精度分析
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GNSS接收机中频带通滤波器群时延对伪距测量影响的研究 被引量:10
8
作者 余宜珂 王萌 +2 位作者 郭伟 马利华 魏照 《电子测量技术》 2014年第3期24-28,共5页
在卫星导航系统中,带通滤波器是用户接收机的重要组成部分,而其群时延特性亦是伪随机码测距的重要误差来源之一。分析了接收机码跟踪环路,给出相关函数估算测距偏差,对带通滤波器群时延开展仿真分析,并研究了带通滤波器群时延对GNSS接... 在卫星导航系统中,带通滤波器是用户接收机的重要组成部分,而其群时延特性亦是伪随机码测距的重要误差来源之一。分析了接收机码跟踪环路,给出相关函数估算测距偏差,对带通滤波器群时延开展仿真分析,并研究了带通滤波器群时延对GNSS接收机伪码测距的影响。结果表明:低阶带通巴特沃兹滤波器有较好的群时延特性,同时该滤波器的群时延波动对于超宽频伪码测距影响可达10m,而加大滤波器带宽可减小群时延对相关峰形变造成的影响。研究结果对GNSS接收机的射频和环路设计有一定借鉴意义。 展开更多
关键词 中频带通滤波器 GNSS接收机 群时延 伪码测距
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基于伪距信息的GNSS双接收机抗转发式欺骗干扰检测算法 被引量:10
9
作者 刘科 吴文启 +2 位作者 唐康华 武智佳 张施豪 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期2393-2398,共6页
在协同应用的背景下,提出基于伪距信息的全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)双接收机抗欺骗干扰检测算法。首先,建立真实信号与欺骗干扰信号的信号模型,进而得到伪距双差模型。然后,利用卫星钟差计算公式得到... 在协同应用的背景下,提出基于伪距信息的全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)双接收机抗欺骗干扰检测算法。首先,建立真实信号与欺骗干扰信号的信号模型,进而得到伪距双差模型。然后,利用卫星钟差计算公式得到卫星钟差双差计算模型。根据载噪比选择卫星信号,对测量伪距进行修正并利用最小二乘法进行导航定位解算,得到载体在ECEF坐标系中的位置。由测量伪距结合导航电文计算得到卫星的位置,进而得到卫星与载体之间的距离。最后由伪距双差、卫星与载体的距离双差以及卫星钟差双差计算得到误差值,基于误差值的明显差异性实现对信号的检测与判别。利用双接收机进行实际试验并结合Matlab进行仿真实验,仿真结果验证了算法的有效性和可行性,对试验中的欺骗干扰信号均能有效识别。 展开更多
关键词 伪距 卫星导航 双接收机 抗欺骗干扰 信号检测
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对GPS转发式干扰技术研究 被引量:8
10
作者 谢红 《无线电工程》 2008年第3期34-36,共3页
阐述了GPS定位的工作原理,简要介绍了当前对GPS干扰的主要方式。根据GPS定位原理分析了产生定位误差的主要原因,提出了对GPS转发式干扰的2种方法,并在理论分析的基础上建立了转发式干扰的数学模型,利用MATLAB平台对GPS转发式干扰进行了... 阐述了GPS定位的工作原理,简要介绍了当前对GPS干扰的主要方式。根据GPS定位原理分析了产生定位误差的主要原因,提出了对GPS转发式干扰的2种方法,并在理论分析的基础上建立了转发式干扰的数学模型,利用MATLAB平台对GPS转发式干扰进行了仿真及误差分析,通过对仿真结果和定位误差的分析,总结影响干扰效果的关键因素和主要参数。 展开更多
关键词 GPS 伪距 转发式干扰
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基于伪距、伪距率的组合导航误差校正仿真 被引量:7
11
作者 胡国欣 李安 覃方君 《电子设计工程》 2018年第6期105-108,共4页
传统的组合导航一般采用位置、速度组合方式对GPS的依赖程度过高,需至少观测到四颗卫星,同时由于由GPS提供的速度和位置信息是经过数据处理得到的计算量测量,有一定的相关性,对组合导航精度有较大影响。采用GPS接收机提供的原始数据—... 传统的组合导航一般采用位置、速度组合方式对GPS的依赖程度过高,需至少观测到四颗卫星,同时由于由GPS提供的速度和位置信息是经过数据处理得到的计算量测量,有一定的相关性,对组合导航精度有较大影响。采用GPS接收机提供的原始数据——伪距和伪距率进行组合导航,可以有效避免位置、速度组合中量测输入相关的问题,当可观测卫星数目变小时,也能在短时间内保持一定的导航精度。利用卡尔曼滤波方式进行滤波,可以有效的提高组合导航精度和对误差的估计精度。对同一组数据进行误差校正仿真实验,结果表明伪距、伪距率组合方式相较于位置、速度组合方式精度提高了20%。 展开更多
关键词 伪距 伪距率 组合导航 卡尔曼滤波
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基于多频载波/伪距数据组合进行周跳探测与修复的实现 被引量:7
12
作者 徐园 杨力 耿彦龙 《测绘工程》 CSCD 2012年第3期49-52,共4页
随着GPS现代化、伽利略计划和Compass的建立,多频载波相位的研究已是一个热点方向。利用模拟的GPS多频数据通过多频载波/伪距数据组合进行周跳探测和修复,并对模拟的L5数据进行检验。实验结果表明,文中方法不仅对一系列的大周跳具有良... 随着GPS现代化、伽利略计划和Compass的建立,多频载波相位的研究已是一个热点方向。利用模拟的GPS多频数据通过多频载波/伪距数据组合进行周跳探测和修复,并对模拟的L5数据进行检验。实验结果表明,文中方法不仅对一系列的大周跳具有良好的探测和修复效果,对小周跳的探测和修复也很理想。 展开更多
关键词 多频载波 伪距数据组合 周跳探测
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相位非线性畸变对GPS伪距测量的影响 被引量:8
13
作者 朱祥维 孙广富 +1 位作者 雍少为 庄钊文 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期101-106,共6页
基于直接序列扩频体制的伪距测量在卫星导航、雷达、航天测控、深空探测等领域获得了广泛应用。射频链路、电缆多径等引入的相位非线性畸变会对扩频信号的传输时延产生影响,进而影响延迟锁定环(DLL)的伪距测量结果。传统群时延的定义难... 基于直接序列扩频体制的伪距测量在卫星导航、雷达、航天测控、深空探测等领域获得了广泛应用。射频链路、电缆多径等引入的相位非线性畸变会对扩频信号的传输时延产生影响,进而影响延迟锁定环(DLL)的伪距测量结果。传统群时延的定义难以描述一定带宽内的相位畸变,也难以与扩频信号时延建立对应关系。在对相频曲线进行Taylor展开的基础上给出了群时延的新定义,利用零阶群时延、线性群时延和抛物线群时延等来描述相位畸变,并定量研究各阶群时延对DLL伪距测量的影响。所得结论表明抛物线(二阶)群时延对伪距测量的影响最大。 展开更多
关键词 相位畸变 群时延 伪距 延迟锁定环 多径 卫星导航
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北斗二代/SINS组合导航系统研究 被引量:8
14
作者 戴邵武 马长里 代海霞 《全球定位系统》 2010年第1期25-29,共5页
将伪距、伪距率组合方法应用于北斗二代卫星/SINS组合导航系统,利用卫星系统的星历数据与SINS给出的位置、速度计算出相应的伪距和伪距率,然后与接收的伪距和伪距率相比较得出误差作为量测值,通过卡尔曼滤波器估计卫星定位系统和SINS的... 将伪距、伪距率组合方法应用于北斗二代卫星/SINS组合导航系统,利用卫星系统的星历数据与SINS给出的位置、速度计算出相应的伪距和伪距率,然后与接收的伪距和伪距率相比较得出误差作为量测值,通过卡尔曼滤波器估计卫星定位系统和SINS的误差量,从而实现系统的校正。建立了组合导航系统的状态模型和量测模型,仿真实验表明,该组合模式可得到很好的导航精度。 展开更多
关键词 北斗二代 捷联惯导 组合导航 伪距 精度
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基于GPS伪距单差的舰船相对导航方法 被引量:7
15
作者 王秀森 周红进 张尚悦 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期464-467,共4页
为了测量编队航行中的舰船相对位置信息,从而进行相对导航,研究采用GPS卫星的伪距信息,通过编队通信链,交换目标船和跟踪船的观测到相同卫星的伪距信息,进行伪距单差差分。以伪距差分信息作为观测量,以跟踪船相对目标船的位置信息作为... 为了测量编队航行中的舰船相对位置信息,从而进行相对导航,研究采用GPS卫星的伪距信息,通过编队通信链,交换目标船和跟踪船的观测到相同卫星的伪距信息,进行伪距单差差分。以伪距差分信息作为观测量,以跟踪船相对目标船的位置信息作为状态量,建立了跟踪船相对目标船的位置信息解算模型,利用最小二乘法解算跟踪船相对目标船的位置信息,以满足编队舰船间的相对导航信息需求。将相对位置信息解算模型和方法应用于实测试验,数据处理结果表明,相对距离测量精度优于0.2 m,方位精度优于5°,相对距离信息完全满足了舰船相对导航的需求,相对方位信息基本满足舰船相对导航的需求。 展开更多
关键词 GPS 相对导航 伪距 单差 最小二乘法
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高动态GPS/SINS组合导航精确定位方法研究 被引量:7
16
作者 李建文 郝顺义 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2009年第3期304-308,314,共6页
针对高动态环境下GPS/SINS组合导航系统的定位精度问题,提出了一种改进的组合导航系统结构方式。加入了高动态时间同步模块,以减小系统量测数据的同步误差;其中考虑了因SINS星站距离输出周期的漂移而导致的同步误差。该漂移量被纳入卡... 针对高动态环境下GPS/SINS组合导航系统的定位精度问题,提出了一种改进的组合导航系统结构方式。加入了高动态时间同步模块,以减小系统量测数据的同步误差;其中考虑了因SINS星站距离输出周期的漂移而导致的同步误差。该漂移量被纳入卡尔曼滤波器的状态向量中,用其估计量计算每一个同步时间点处的同步时间差、时标差及星站距离的外推值。在卡尔曼滤波器模型中列出了与SINS的星站距离输出周期的漂移量相关的量测方程。最后通过控制量的选取给出了高动态环境下的闭环滤波修正算法。仿真结果验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 组合导航 高动态 伪距 时间同步 卡尔曼滤波
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一种GPS最优选星及伪距定位方法 被引量:7
17
作者 段宇鹏 魏宗康 刘建波 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期209-213,共5页
在现有GPS的选星方法和伪距导航方程的基础上,提出了一种新的GPS选星方法和直接解算导航算法。先对现有的GDOP(几何精度因子)值选星法进行了简述,然后用卫星的仰角阀值筛选得到参与选星的卫星,再用星座四面体选星法进行最优选星,并提出... 在现有GPS的选星方法和伪距导航方程的基础上,提出了一种新的GPS选星方法和直接解算导航算法。先对现有的GDOP(几何精度因子)值选星法进行了简述,然后用卫星的仰角阀值筛选得到参与选星的卫星,再用星座四面体选星法进行最优选星,并提出了一种直接定位解算算法。最后用GPS星历数据进行选星试验,试验结果表明,四面体选星法计算简单有效,与现有的GDOP值选星法结果完全一致,直接定位解算算法精度可以达到10 m级,并且快速直接,对GPS的高精度快速定位具有参考意义。 展开更多
关键词 全球定位系统 几何精度因子 最优选星 伪距 定位
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惯性系下GPS/SINS紧组合导航算法研究 被引量:5
18
作者 王楠 王龙 《现代电子技术》 2011年第20期93-95,共3页
针对新一代远程空空导弹的特点,研究了在导弹发射惯性坐标系下,基于伪距/伪距率的GPS/SINS紧组合导航算法,推导了该坐标系下的惯导一阶误差传播方程,建立了该坐标系下GPS/SINS组合导航系统的状态方程和量测方程,并进行了相关数学仿真验... 针对新一代远程空空导弹的特点,研究了在导弹发射惯性坐标系下,基于伪距/伪距率的GPS/SINS紧组合导航算法,推导了该坐标系下的惯导一阶误差传播方程,建立了该坐标系下GPS/SINS组合导航系统的状态方程和量测方程,并进行了相关数学仿真验证。仿真结果表明,在该坐标系中GPS/SINS紧组合导航算法有较高的导航精度。 展开更多
关键词 伪距 伪距率 GPS/SINS 导弹惯性系
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导航卫星信号模拟器伪距生成实时仿真研究 被引量:5
19
作者 罗益鸿 王威 郗晓宁 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2009年第7期77-80,共4页
高精度伪距数据的实时生成是导航卫星信号模拟器开发需要解决的一项关键技术。在监测接收机测试中,信号模拟器生成伪距数据时必须采用高精度而复杂的卫星轨道和伪距误差项计算模型,但是复杂的计算模型严重影响了伪距数据生成的实时性。... 高精度伪距数据的实时生成是导航卫星信号模拟器开发需要解决的一项关键技术。在监测接收机测试中,信号模拟器生成伪距数据时必须采用高精度而复杂的卫星轨道和伪距误差项计算模型,但是复杂的计算模型严重影响了伪距数据生成的实时性。针对问题,提出了迭代计算与插值计算相结合的伪距生成方法,并采用方法对监测接收机和普通定位接收机用户进行了伪距数据的实时生成仿真和精度分析。结果表明方法能满足伪距数据生成的实时性和精度要求。 展开更多
关键词 卫星导航 信号模拟器 伪距 监测接收机 实时仿真
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基于伪距的北斗双星/SINS组合导航系统可观测度分析 被引量:5
20
作者 李建文 张宗麟 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2008年第1期73-77,共5页
在连续的分段式定常系统模型基础上,证明了通过简化分段式定常系统的可观测矩阵来分析其离散化模型可观测性能的可行性;介绍了一种基于奇异值分解的系统状态可观测度分析方法。通过对一个分段间隔的条带化可观测矩阵进行奇异值分解来判... 在连续的分段式定常系统模型基础上,证明了通过简化分段式定常系统的可观测矩阵来分析其离散化模型可观测性能的可行性;介绍了一种基于奇异值分解的系统状态可观测度分析方法。通过对一个分段间隔的条带化可观测矩阵进行奇异值分解来判断每一个奇异值对应的系统状态及每一个系统状态对应的可观测度;根据北斗双星定位系统的双伪距、高精度原子钟及气压高度信息,建立了北斗双星/SINS伪距组合滤波模型,并将可观测度分析方法应用于该模型中。仿真结果表明:在伪距组合模式下对简化的分段式定常系统可观测矩阵进行奇异值分解的方法能有效反映北斗双星/SINS组合导航系统的可观测程度。 展开更多
关键词 分段式定常系统 伪距 组合导航 可观测度
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