基于C-LAMBDA算法的GNSS相对定位增强方法

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作者 伍劭实 范波 张良 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期121-126,共6页

针对相对定位场景下载体天线间先验基线信息利用不充分问题,提出基于约束的最小二乘模糊度降相关平差算法(C-LAMBDA)的全球卫星导航系统(GNSS)相对定位增强方法:对于双天线载体,采用C-LAMBDA算法进行基线长度约束的定向解算,将求解得到... 针对相对定位场景下载体天线间先验基线信息利用不充分问题,提出基于约束的最小二乘模糊度降相关平差算法(C-LAMBDA)的全球卫星导航系统(GNSS)相对定位增强方法:对于双天线载体,采用C-LAMBDA算法进行基线长度约束的定向解算,将求解得到的模糊度向量和基线矢量作为先验信息融入相对定位观测方程,从而将基线长度先验信息辅助提升解算效果的先天优势从测姿领域扩展到相对定位领域,由此给出基于C-LAMBDA算法的GNSS相对定位增强模型;通过推导相对定位增强模型糊度精度因子(ADOP)与传统单天线载体相对定位模型ADOP的数学关系,从理论上揭示了增强模型对于模糊度浮点解精度的提升作用。仿真与实测试验结果表明,与传统单天线载体相对定位相比,该方法在不同可视卫星数观测条件下均能够提高模糊度浮点解的精度,有效提升模糊度解算成功率,从而增强相对定位的可靠性。 展开更多

关键词 全球卫星导航系统 相对定位 约束的最小二乘模糊度降相关平差算法 整周模糊度解算 成功率

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北斗双频组合动对动高精度相对定位新算法 被引量：11

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作者 伍劭实 赵修斌 +2 位作者 庞春雷 段荣 仝海波 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期758-762,共5页

针对动对动相对定位基线矢量实时变化导致整周模糊度浮点解在动态情况下难以快速精确求解的问题,提出了一种北斗双频动对动相对定位算法:对组合双差方程基线向量的系数矩阵进行奇异值分解,并变换组合双差方程以消除基线参量,将变参数估... 针对动对动相对定位基线矢量实时变化导致整周模糊度浮点解在动态情况下难以快速精确求解的问题,提出了一种北斗双频动对动相对定位算法:对组合双差方程基线向量的系数矩阵进行奇异值分解,并变换组合双差方程以消除基线参量,将变参数估计问题转化为定参数估计问题,然后采用递推最小二乘算法实时推算组合模糊度的浮点解及其协方差矩阵,在此基础上,采用最小二乘模糊度降相关平差法(LAMBDA)搜索和固定组合模糊度。试验结果表明,该方法能够快速准确固定组合模糊度,与单频解算相比,初始化时间用时更短,基线误差在5 cm以内,能较好地适用于动对动相对定位。 展开更多

关键词 北斗导航系统 动对动 奇异值分解 递推最小二乘 双频组合 整周模糊度

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适用于北斗混合星座的相对定位随机模型建模策略 被引量：9

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作者 伍劭实 赵修斌 +2 位作者 庞春雷 张良 刘亚东 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期43-48,共6页

为提高模糊度解算成功率和基线解精度,提出适用于北斗的相对定位随机模型建模策略,即混合随机建模策略。采用最小二乘方差分量估计方法对北斗单差观测量方差进行估计。对处于不同高度的三轨道卫星观测量方差分别建模:对地球静止轨道卫... 为提高模糊度解算成功率和基线解精度,提出适用于北斗的相对定位随机模型建模策略,即混合随机建模策略。采用最小二乘方差分量估计方法对北斗单差观测量方差进行估计。对处于不同高度的三轨道卫星观测量方差分别建模:对地球静止轨道卫星观测量方差采用载噪比模型建模,对倾斜地球同步轨道卫星和中地球轨道卫星观测量方差均采用仰角模型建模。根据不同模型实时组建观测量的随机模型。试验结果表明:相比于采用传统简化模型和单一的仰角或载噪比模型,混合随机模型能更加真实地反映不同卫星观测量的随机噪声特性,模糊度解算成功率和相对定位精度均有提高,总体性能最优,因而能更好地适用于北斗系统。 展开更多

关键词 北斗卫星导航系统 随机模型 卫星仰角 载噪比 相对定位

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GPS快速定位中相位模糊度动态解算的一种正则化方法 被引量：6

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作者 段荣 赵修斌 +2 位作者 庞春雷 李媛 伍劭实 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期624-630,共7页

针对GPS快速定位中少数历元组成的法方程存在严重病态性的问题,研究了GPS单频整周模糊度快速解算的新方法:即首先采用改进SVD分解获得系数矩阵的精确奇异值,避免了较小奇异值抖动的影响;然后基于改进SVD分解结合法矩阵病态性特点,设计... 针对GPS快速定位中少数历元组成的法方程存在严重病态性的问题,研究了GPS单频整周模糊度快速解算的新方法:即首先采用改进SVD分解获得系数矩阵的精确奇异值,避免了较小奇异值抖动的影响;然后基于改进SVD分解结合法矩阵病态性特点,设计了一种改进Tikhonov正则化方法,合理构造了正则化矩阵,有效抑制法矩阵的病态性。算例表明:与LS估计-LAMBDA方法和Tikhonov正则化-LAMBDA方法相比,新方法能够有效降低法矩阵的条件数约3个数量级,仅解算4个历元数据,浮点解偏离真值的方差从41.89减小到1.04,可以快速获得准确、稳定的模糊度浮点解。模糊度固定性能结果进一步表明,新方法显著地提高模糊度搜索效率和成功率,解算成功率提高100%。 展开更多

关键词 改进Tikhonov正则化 整周模糊度 病态性 SVD分解 成功率

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基于解耦消参的动对动相对定位算法 被引量：3

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作者 伍劭实 赵修斌 +2 位作者 庞春雷 余永林 刘明 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2015年第5期26-30,共5页

针对动对动相对定位基线参量实时可变导致模糊度难以准确求解的问题,在比较分析动对动与静态相对定位区别与联系的基础上,提出了基于解耦消参的动对动相对定位算法。该算法将解耦法与最小二乘模糊度降相关平差(LAMBDA)算法相结合,采用... 针对动对动相对定位基线参量实时可变导致模糊度难以准确求解的问题,在比较分析动对动与静态相对定位区别与联系的基础上,提出了基于解耦消参的动对动相对定位算法。该算法将解耦法与最小二乘模糊度降相关平差(LAMBDA)算法相结合,采用解耦法变换双差载波相位观测方程,从而消除基线参量并实时推算双差整周模糊度的浮点解及其协方差矩阵,然后利用LAMBDA算法对模糊度进行固定和确认。试验结果表明,基于解耦消参的动对动相对定位算法初始化模糊度用时较短,在70s左右即可正确解算出动态单频整周模糊度,获得了厘米级的相对定位结果,适用于短基线高精度动态相对定位。 展开更多

关键词 动对动 相对定位 整周模糊度 解耦 LAMBDA

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基于SVD-RLS的动对动整周模糊度解算方法 被引量：2

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作者 伍劭实 赵修斌 +2 位作者 庞春雷 余永林 王勇 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2015年第5期61-64,共4页

针对动对动相对定位时基线参量实时变化而难以准确求解模糊度浮点解的问题,提出了一种基于奇异值分解-递推最小二乘(SVD-RLS)的动对动整周模糊度解算方法:该方法首先对基线矢量系数矩阵进行奇异值分解(SVD)并变换双差方程以消除基线参量... 针对动对动相对定位时基线参量实时变化而难以准确求解模糊度浮点解的问题,提出了一种基于奇异值分解-递推最小二乘(SVD-RLS)的动对动整周模糊度解算方法:该方法首先对基线矢量系数矩阵进行奇异值分解(SVD)并变换双差方程以消除基线参量,然后采用递推最小二乘(RLS)实时推算双差整周模糊度的浮点解及其协方差矩阵,最后利用最小二乘模糊度降相关平差(LAMBDA)算法搜索和固定模糊度;试验结果表明,采用基于SVD-RLS的动对动模糊度解算方法,在100s左右即可正确解算出单频整周模糊度,基线误差在1cm以内,能够较好地适用于动对动高精度相对定位的实时解算。 展开更多

关键词 动对动 整周模糊度 SVD RLS LAMBDA

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双频相关约束的动对动北斗单频整周模糊度直接解法

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作者 伍劭实 赵修斌 +2 位作者 庞春雷 徐杰 张建安 《电光与控制》 北大核心 2016年第11期43-46,56,共5页

针对多频组合测量时实际可用组合少、组合模糊度难以正确固定等问题,提出了一种基于双频相关约束直接求解动对动北斗单频模糊度的算法,该算法在正确固定一组组合模糊度的基础上,根据B1,B2两种频率双差方程之间的相关性,利用组合模糊度... 针对多频组合测量时实际可用组合少、组合模糊度难以正确固定等问题,提出了一种基于双频相关约束直接求解动对动北斗单频模糊度的算法,该算法在正确固定一组组合模糊度的基础上,根据B1,B2两种频率双差方程之间的相关性,利用组合模糊度直接求解单频模糊度,然后通过组合测量值的均方误差确定单频模糊度的误差范围,最后采用OVT自适应门限检验方法得到正确的单频模糊度。试验结果表明,当组合测量均方误差小于1/4波长时,该算法仅需一组组合模糊度即可正确解算出B1,B2单频模糊度,能够较好地适用于动对动高精度相对定位。 展开更多

关键词 北斗导航系统 动对动 双频相关 整周模糊度

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改进型双频相关的整周模糊度单历元解算算法 被引量：3

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作者 权源 赵修斌 +3 位作者 庞春雷 张豪 王勇 伍劭实 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期130-136,共7页

双频相关法根据双频载波相位测量值之间的相关特性,通过构造模糊度误差带实现了对整周模糊度的快速解算.但由于该算法需要提前设定伪距测量精度,易导致模糊度真值漏搜或者误差带筛选效率下降.基于此,提出了一种改进算法:首先利用基线长... 双频相关法根据双频载波相位测量值之间的相关特性,通过构造模糊度误差带实现了对整周模糊度的快速解算.但由于该算法需要提前设定伪距测量精度,易导致模糊度真值漏搜或者误差带筛选效率下降.基于此,提出了一种改进算法:首先利用基线长度与观测向量信息构造双差几何相关模型,从而定量解算整周模糊度搜索范围;随后分析了模糊度搜索空间稀疏性与载波相位波长、误差带带长、误差带带宽之间的相互关系;最后采用宽巷整周模糊度作为误差带坐标系的横轴,以进一步增强搜索空间稀疏性.多次试验结果表明,在单历元情形下,改进算法的单维模糊度平均筛选效率提高85.71%,平均解算耗时缩短至原先的0.46%,成功率由95.28%提高至99.78%,有效地提高了模糊度解算的快速性与可靠性. 展开更多

关键词 双频相关法 误差带 宽巷组合 基线长度 整周模糊度

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模糊度二维搜索的姿态测量改进算法 被引量：1

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作者 权源 赵修斌 +3 位作者 庞春雷 龚昂 王勇 伍劭实 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2017年第1期57-62,共6页

值域算法由于采用遍历姿态角的方式建立搜索空间,从而会造成初始化时间较长的问题,故提出了一种基于窄巷组合的模糊度二维搜索算法:首先基于卫星空间几何关系对参考星与两颗主星间的窄巷主模糊度范围进行约束,利用其与姿态角之间的关系... 值域算法由于采用遍历姿态角的方式建立搜索空间,从而会造成初始化时间较长的问题,故提出了一种基于窄巷组合的模糊度二维搜索算法:首先基于卫星空间几何关系对参考星与两颗主星间的窄巷主模糊度范围进行约束,利用其与姿态角之间的关系推得全体候选姿态角,从而以一种非遍历且不遗漏正确候选姿态角的途径得到搜索范围。然后基于值域二维搜索模型求解各候选姿态角相对应的窄巷模糊度浮点解,就近取整后依次采用模糊度整数特性法、基线先验信息法以及基线残差平方和最小准则固定整周模糊度。试验结果表明:文中算法相比原算法,不仅初始化时间由先前的153 s缩短至76 s,而且姿态精度总体提高近15%。 展开更多

关键词 整周模糊度 姿态测量 双频法

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惯导辅助的动对动整周模糊度快速解算方法 被引量：2

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作者 朱楚江 赵修斌 +3 位作者 庞春雷 张良 伍劭实 赵钟炎 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期66-70,75,共6页

针对北斗动对动相对定位中卫星信号极易受到外界环境的遮挡,导致整周模糊度无法快速、准确固定的问题,提出了惯导辅助的动对动整周模糊度解算方法.该方法利用两个运动运载体上的惯导的实时位置输出构造惯导伪距双差,并将其与载波相位双... 针对北斗动对动相对定位中卫星信号极易受到外界环境的遮挡,导致整周模糊度无法快速、准确固定的问题,提出了惯导辅助的动对动整周模糊度解算方法.该方法利用两个运动运载体上的惯导的实时位置输出构造惯导伪距双差,并将其与载波相位双差进行组合,构造新的观测量和观测方程,再进行整周模糊度的解算.仿真实验结果表明,惯导信息的辅助使得模糊度浮点解误差明显减小,整周模糊度的固定时间缩短为16s,相对定位精度达到厘米级,能够较好地实现动对动整周模糊度的快速解算. 展开更多

关键词 动对动 惯导辅助 整周模糊度 惯导伪距差分 载波相位差分

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多基准站相对定位算法及先验基线向量偏差影响分析

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作者 伍劭实 范波 +2 位作者 钟季龙 侯振伟 张良 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期143-149,共7页

为提高单基准站短基线相对定位解算的可靠性,研究了多基准站约束的相对定位算法。将基准站间可提前测量的先验基线信息融入观测模型中,给出了多基准站相对定位的函数模型和随机模型,在此基础上推导了模糊度精度因子的解析表达式,揭示了... 为提高单基准站短基线相对定位解算的可靠性,研究了多基准站约束的相对定位算法。将基准站间可提前测量的先验基线信息融入观测模型中,给出了多基准站相对定位的函数模型和随机模型,在此基础上推导了模糊度精度因子的解析表达式,揭示了基准站数量的增加对模糊度浮点解精度提升的作用;从理论上分析了基准站间先验基线信息中的偏差对模糊度解算的影响,分析表明,当先验基线各分量偏差的绝对值之和小于5 cm时,模糊度解算几乎不受影响;通过仿真和实测数据进行了验证。试验结果表明,增加基准站数量不仅能有效提升模糊度解算成功率和收敛速度,并且对先验基线信息中的偏差具有较好的抑制作用,当基线各分量偏差均增加到4 cm时,实测数据模糊度解算成功率仍能达到92%以上。研究结论为特殊场景下多基准站间的快速非精确标定提供了理论依据。 展开更多

关键词 全球导航卫星系统 相对定位 多基准站 整周模糊度解算 成功率

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