基于松组合的BDS-3 PPP-B2b/INS定位系统的性能分析

1

作者 何在民 何香漪 +3 位作者 肖恭伟 广伟 程昊威 高思雨 《西安邮电大学学报》 2025年第2期30-39,共10页

针对室内、城市峡谷及树荫等遮挡环境使卫星信号中断或变弱,影响北斗三号全球卫星导航系统精密单点定位服务信号(BeiDou Global Satellite Navigation System Precise Point Positioning B2b,BDS-3 PPP-B2b)定位性能的问题,采用卫星导... 针对室内、城市峡谷及树荫等遮挡环境使卫星信号中断或变弱,影响北斗三号全球卫星导航系统精密单点定位服务信号(BeiDou Global Satellite Navigation System Precise Point Positioning B2b,BDS-3 PPP-B2b)定位性能的问题,采用卫星导航系统与惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)组合提升定位连续性和精确性。引入BDS-3 PPP-B2b/INS松组合模型,采集开阔环境和卫星遮挡环境数据,分析不同环境下定位系统在位置、速度及姿态方面[JP2]的性能。实验结果表明,相比于BDS-3 PPP-B2b,松组合系统在开阔环境下定位精度提升不明显,而在卫星遮挡环境下提升较明显。组合定位的位置均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)在东向、北向和天向上分别为0.221 m、0.181 m和0.180 m,速度的RMSE在东向、北向和天向上分别为0.078 m·s^(-1)、0.124 m·s^(-1)和0.025 m·s^(-1),横滚角、俯仰角和航向角的RMSE分别为0.157°、0.191°和1.979°。 展开更多

关键词 全球卫星导航系统 精密单点定位服务信号 惯性导航系统 组合导航 松组合

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GFINS与GPS扩展松组合导航方法 被引量：2

2

作者 周红进 王秀森 许江宁 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期320-324,328,共6页

无陀螺惯性导航系统是一种主要以加速度计为惯性元件构造的惯性导航系统。本文设计研制了一种基于9加速度计的无陀螺惯性导航系统原理样机,提出了无陀螺惯性导航系统与GPS扩展松组合导航的模型,设计了组合导航的卡尔曼滤波算法,进行了... 无陀螺惯性导航系统是一种主要以加速度计为惯性元件构造的惯性导航系统。本文设计研制了一种基于9加速度计的无陀螺惯性导航系统原理样机,提出了无陀螺惯性导航系统与GPS扩展松组合导航的模型,设计了组合导航的卡尔曼滤波算法,进行了组合导航实验。无陀螺惯性导航系统独立工作模式下3 min的纬度误差最大为0.1",经度误差最大为0.6";在GPS不能定位时,3 min的松组合导航纬度误差最大为0.08",经度误差最大为0.02"。与GPS扩展组合导航模式下,3 min的纬度误差最大为0.01",经度误差最大为0.01"。实验结果表明,与GPS进行扩展松组合导航能够有效提高无陀螺惯性导航系统的长期定位精度,增强GPS导航设备的抗干扰性能。 展开更多

关键词 无陀螺惯性导航系统 GPS 扩展松组合 卡尔曼滤波 加速度计

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一种SINS辅助GPS跟踪环路的新型松组合导航系统方案设计 被引量：1

3

作者 葛俊 王新龙 车欢 《航空兵器》 2015年第1期10-15,共6页

为了提高SINS/GPS松组合导航系统的高动态、抗干扰性能和导航精度,设计一种SINS辅助GPS跟踪环路的新型松组合导航系统方案。在不改动原有松组合系统总体结构的情况下,通过校正后的SINS速度信息计算出辅助频率,对GPS跟踪环路进行辅助。... 为了提高SINS/GPS松组合导航系统的高动态、抗干扰性能和导航精度,设计一种SINS辅助GPS跟踪环路的新型松组合导航系统方案。在不改动原有松组合系统总体结构的情况下,通过校正后的SINS速度信息计算出辅助频率,对GPS跟踪环路进行辅助。一方面,降低载波环噪声带宽,减小码相关间隔,提高了载波环和码环的跟踪精度,进而提高组合系统的导航精度;另一方面,降低了载体高动态对跟踪环路的影响,压缩环路带宽,使环路的动态性和抗干扰性增强。 展开更多

关键词 捷联惯性导航系统 全球定位系统 松组合 高动态 强干扰

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陀螺罗经和计程仪辅助的GNSS/SINS松组合导航系统 被引量：2

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作者 顾明星 刘卫 +3 位作者 胡媛 谢宗轩 赵建森 王胜正 《航天控制》 CSCD 北大核心 2021年第1期8-14,共7页

针对GNSS/SINS组合导航系统在全球导航卫星系统(GNSS)失效情况下,系统导航误差会因捷联式惯性导航系统(SINS)的误差积累而迅速扩大的问题,提出一种基于卡尔曼滤波(KF)的GNSS/SINS/GC/VL松组合导航系统及算法。该算法利用引入的航向和航... 针对GNSS/SINS组合导航系统在全球导航卫星系统(GNSS)失效情况下,系统导航误差会因捷联式惯性导航系统(SINS)的误差积累而迅速扩大的问题,提出一种基于卡尔曼滤波(KF)的GNSS/SINS/GC/VL松组合导航系统及算法。该算法利用引入的航向和航速信息建立滤波方程,可以实现在滤波后对SINS进行误差修正。仿真结果表明,有陀螺罗经和计程仪辅助的GNSS/SINS组合导航系统在GNSS失效情况下,其定位误差比传统GNSS/SINS松组合的定位误差小。 展开更多

关键词 松组合 卡尔曼滤波(KF) 陀螺罗经 计程仪

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SINS/GPS松组合与紧组合导航系统抗干扰性能比较与验证 被引量：7

5

作者 孙兆妍 王新龙 《航空兵器》 2014年第4期31-35,53,共6页

针对SINS/GPS组合导航系统在军民领域广泛应用的特点,详细建立了基于位置/速度的SINS/GPS松组合模型、基于伪距/伪距率的SINS/GPS紧组合模型。分别在正常GPS信号和加入强干扰后GPS信号的条件下,对比了松组合和紧组合模式的导航结果。仿... 针对SINS/GPS组合导航系统在军民领域广泛应用的特点,详细建立了基于位置/速度的SINS/GPS松组合模型、基于伪距/伪距率的SINS/GPS紧组合模型。分别在正常GPS信号和加入强干扰后GPS信号的条件下,对比了松组合和紧组合模式的导航结果。仿真验证结果表明,相比于松组合模式,紧组合模式能较快适应强干扰,并使系统振荡减弱,快速收敛,确保高导航定位精度。因此,在强干扰、高动态飞行条件下,更适宜采用SINS/GPS紧组合模式。 展开更多

关键词 SINS/GPS组合导航系统 松组合 紧组合 强干扰

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SINS/GPS松组合与紧组合两种组合方式的对比研究 被引量：3

6

作者 朱静 《舰船电子工程》 2013年第6期59-61,共3页

SINS/GPS组合导航是现代导航的发展趋势,针对采用GPS输出量的不同,对两种组合方式进行详细的研究。论文建立了松组合与紧组合的数学模型,采用遗忘因子估计的卡尔曼滤波算法提高系统的可观测度和鲁棒性,对于紧组合方式通过增加运动约束... SINS/GPS组合导航是现代导航的发展趋势,针对采用GPS输出量的不同,对两种组合方式进行详细的研究。论文建立了松组合与紧组合的数学模型,采用遗忘因子估计的卡尔曼滤波算法提高系统的可观测度和鲁棒性,对于紧组合方式通过增加运动约束的方法提高其可观测度,经过滤波调谐,在仿真模式下进行实验。并得到松组合下系统水平姿态精度优于0.09°,方位姿态精度优于0.23°,水平位置误差小于4m,紧组合下系统水平姿态精度优于0.03°,方位姿态精度优于0.09x(n),水平位置误差小于2m的实验结果。通过SINS/GPS组合导航仿真实验结果验证,表明了SINS/GPS紧组合方式的精度确实要高于松组合方式。 展开更多

关键词 紧组合 松组合 自适应卡尔曼滤波 可观测度 运动约束

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卫星不足情况下低成本MEMS-INS/GPS伪松组合导航 被引量：4

7

作者 李灿 沈强 +2 位作者 汪立新 左凯 田颖 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期869-878,共10页

为了解决GPS可观测卫星不足情况下低成本微电子机械-惯性导航系统/全球定位系统(MEMS-INS/GPS)组合导航精度维持问题,提出基于灰色模型和自适应卡尔曼滤波的MEMS-INS/GPS伪松组合导航方法。以MEMS-INS/GPS松组合导航模式为框架,建立了... 为了解决GPS可观测卫星不足情况下低成本微电子机械-惯性导航系统/全球定位系统(MEMS-INS/GPS)组合导航精度维持问题,提出基于灰色模型和自适应卡尔曼滤波的MEMS-INS/GPS伪松组合导航方法。以MEMS-INS/GPS松组合导航模式为框架,建立了伪松组合导航系统的状态空间模型。基于MEMS-INS/GPS的历史观测数据,使用灰色模型对MEMSINS/GPS观测差值进行预测,称为系统伪观测量。当GPS可观测卫星充分时,使用噪声自适应估计卡尔曼滤波对MEMS-INS/GPS进行松组合导航;当GPS可观测卫星不足时,使用噪声自适应估计卡尔曼滤波依据系统伪观测量,将MEMS-INS/GPS进行伪松组合导航。以车载低成本MEMSINS/GPS组合导航系统为例进行仿真和实验验证,结果表明:当GPS可观测卫星不足时,传统的MEMS-INS/GPS松组合导航精度迅速下降并发散,而MEMS-INS/GPS伪松组合导航精度与GPS正常工作时的导航精度相差不大,维持了较高精度的导航状态。 展开更多

关键词 伪松组合导航 导航精度维持 灰色预测模型 噪声自适应估计 卡尔曼滤波

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新型深松旋耕组合作业机的改进设计 被引量：1

8

作者 高凤玲 赵伟 张文春 《农机化研究》 北大核心 2007年第10期68-70,共3页

根据拖拉机—农具机组匹配理论,研制出与中等功率拖拉机配套的深松旋耕组合作业机具,并根据试验和使用情况进行了改进设计,对一些关键部件进行了优化分析设计。试验表明,改进后的深松旋耕组合作业机具能更好地适应拖拉机作业和道路行驶... 根据拖拉机—农具机组匹配理论,研制出与中等功率拖拉机配套的深松旋耕组合作业机具,并根据试验和使用情况进行了改进设计,对一些关键部件进行了优化分析设计。试验表明,改进后的深松旋耕组合作业机具能更好地适应拖拉机作业和道路行驶,而机组所消耗的功率并没有增加,证实所做的改进是成功的。 展开更多

关键词 农业工程 深松旋耕组合作业机 设计 拖拉机

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变电站环境下GNSS/INS组合导航系统设计与实现

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作者 李广元 熊鸣 +1 位作者 王丽婕 张人丰 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期62-68,共7页

针对工程车辆在变电站环境下单一导航模式无法提供精确稳定的定位信息问题,文章围绕全球卫星导航系统/惯性导航系统(global navigation satellite system/inertial navigation system,GNSS/INS)定位原理,详细给出GNSS/INS松组合模型和... 针对工程车辆在变电站环境下单一导航模式无法提供精确稳定的定位信息问题,文章围绕全球卫星导航系统/惯性导航系统(global navigation satellite system/inertial navigation system,GNSS/INS)定位原理,详细给出GNSS/INS松组合模型和卡尔曼滤波算法,研发高动态、低成本的GNSS/INS组合导航终端设备,并以2022年3月在江苏省虞城(姑苏)换流站GNSS和GNSS/INS数据为例,比较分析工程车辆静止、运动状态下GNSS和GNSS/INS组合导航定位模式下车辆的点位、姿态角偏差值大小,分析其是否满足作业要求。结果表明提出的GNSS/INS组合模型及其算法数学模型简单、易于程序设计;研发的GNSS/INS终端设备成本低、效率高;车辆在运动状态下组合导航的位置误差要小于GNSS状态下的3 cm,航向角误差小于0.5°,且系统在静态情况下比动态情况下有较高的定向精度。该文的系统设计可以满足变电站工程车辆生产作业的需要,也为变电站环境下高精度、高可靠性的工程车辆导航提供借鉴和参考。 展开更多

关键词 工程车辆 变电站 组合导航 卡尔曼滤波 松组合

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预破土组合振动深松铲的设计与试验 被引量：1

10

作者 罗斌 孔羿勋 +3 位作者 杨丹彤 张祺睿 邓敏 郑丁科 《现代农业装备》 2021年第2期34-37,50,共5页

为了避免在深松铲铲柄上开破土刃口而降低深松铲的强度,本文将破土刃口与铲柄分离开进行独立设计,形成内弧半径为150 mm的专有弧形破土器,承担对土壤的切割作用,减轻深松作业阻力。本文通过田间试验验证了预破土器对深松减阻的效果,确... 为了避免在深松铲铲柄上开破土刃口而降低深松铲的强度,本文将破土刃口与铲柄分离开进行独立设计,形成内弧半径为150 mm的专有弧形破土器,承担对土壤的切割作用,减轻深松作业阻力。本文通过田间试验验证了预破土器对深松减阻的效果,确定了预破土器的最佳安装位置,试验结果表明,在振幅5 mm、振频10 Hz、前进速度1.44 km/h、耕深约为500 mm时,预破土组合深松铲比无破土器深松铲的耕作阻力减小12.46%~22.87%,平均减小18.48%,减阻效果明显。预破土器的安装位置需要根据深松深度的要求确定,在本试验的深松深度条件下,3号位置的减阻效果最好。此研究为研制结构简单、减阻高效的深松机具设备提供了理论依据。 展开更多

关键词 土壤深松 振动深松 预破土 组合深松铲

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基于SINS/LBL紧组合的AUV水下导航定位技术 被引量：7

11

作者 张涛 石宏飞 徐晓苏 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期500-504,共5页

针对因水下环境的特殊性AUV难以实现精准导航的问题,设计了一种基于SINS/LBL紧组合的AUV水下导航定位系统。该系统具有定位精度高、鲁棒性好等优点,系统由SINS、LBL、DVL和MCP组成,根据LBL的TDOA定位原理建立了LBL斜距差模型,给出了SINS... 针对因水下环境的特殊性AUV难以实现精准导航的问题,设计了一种基于SINS/LBL紧组合的AUV水下导航定位系统。该系统具有定位精度高、鲁棒性好等优点,系统由SINS、LBL、DVL和MCP组成,根据LBL的TDOA定位原理建立了LBL斜距差模型,给出了SINS/LBL/DVL/MCP的状态方程和量测方程,利用集中kalman滤波器对组合导航系统进行最优估计。在相同的仿真条件下,对SINS/LBL松组合、紧组合进行了软件仿真,仿真结果表明:相对于松组合系统,基于SINS/LBL的紧组合系统导航精度更高,尤其是在由于AUV运动或受到外界干扰导致可用信号的水听器不足四个时,紧组合系统的可靠性和容错性更高。 展开更多

关键词 AUV 捷联惯导 长基线 紧组合 松组合

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GNSS/INS组合导航系统综述 被引量：5

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作者 智奇楠 李枭楠 +1 位作者 刘鹏飞 杨开伟 《数字通信世界》 2019年第8期21-22,共2页

GNSS/INS组合导航系统将卫星导航定位系统(GNSS)与惯性导航系统(INS)进行组合,将二者的优势进行组合,能够提供连续的、高精度的导航信息(位置、速度和姿态),成为了导航装备的重点发展方向。对GNSS/INS组合导航的系统组成与基本工作原理... GNSS/INS组合导航系统将卫星导航定位系统(GNSS)与惯性导航系统(INS)进行组合,将二者的优势进行组合,能够提供连续的、高精度的导航信息(位置、速度和姿态),成为了导航装备的重点发展方向。对GNSS/INS组合导航的系统组成与基本工作原理进行了介绍,对GNSS/INS组合导航系统关键技术进行了论述,对国内外的研究进展进行了调研分析并对后续的发展方向进行了预测。 展开更多

关键词 组合导航系统 松组合 紧组合 超紧组合

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低成本亚米级PPP/INS组合导航定位系统研究

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作者 王博 武瑞宏 +3 位作者 许双安 叶茂 邓川 张卫龙 《铁道勘察》 2023年第2期8-13,43,共7页

铁路智慧工地建设中,对车辆、机具、人员等有实时定位和安全管理等位置服务需求,设计了一种亚米级、低成本、基于微机电传感器(MEMS)的PPP/INS组合导航定位系统。首先介绍系统终端采用的基于零速度更新(ZUPT)和非完整约束(NHC)算法的PPP... 铁路智慧工地建设中,对车辆、机具、人员等有实时定位和安全管理等位置服务需求,设计了一种亚米级、低成本、基于微机电传感器(MEMS)的PPP/INS组合导航定位系统。首先介绍系统终端采用的基于零速度更新(ZUPT)和非完整约束(NHC)算法的PPP/INS松组合导航定位方法,然后介绍系统组成,并通过车载实验对开阔环境和半开阔环境下的系统动态定位精度进行分析。实验结果表明,该系统在开阔环境下可满足亚米级定位精度,在半开阔环境下定位精度优于1.0%×失锁距离,相比PPP和u-blox SPP单系统定位优势明显。研究成果对铁路智慧工地位置服务中低成本、亚米级导航定位研究及成果转化具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 导航系统 定位系统 PPP INS 松组合

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低成本制导弹药虚拟运动预测组合导航方法 被引量：1

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作者 纪毅 李浩天 +2 位作者 范军芳 刘宁 马乾才 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期132-140,共9页

采用捷联惯导/卫导松组合导航系统的低成本制导弹药在执行任务时,卫星导航信号闪烁、断续、丢失等情况时有发生,严重降低了导航精度。为解决卫导信号短时缺失条件下的精确导航问题,提出了一种基于虚拟运动状态预测和自适应卡尔曼滤波器... 采用捷联惯导/卫导松组合导航系统的低成本制导弹药在执行任务时,卫星导航信号闪烁、断续、丢失等情况时有发生,严重降低了导航精度。为解决卫导信号短时缺失条件下的精确导航问题,提出了一种基于虚拟运动状态预测和自适应卡尔曼滤波器的卫导信号补偿导航方法。首先,建立卫导接收机正常工作时的状态与量测方程,构建三维空间下弹药制导过程的动力学模型。其次,根据制导律与动力学特性预测制导弹药的虚拟运动状态,并将其输入卡尔曼滤波器,在一定程度上替代卫导信号。最后,设计一种自适应卡尔曼滤波器,该滤波器可根据新息序列实际协方差与理论协方差的不匹配度自动调节增益。仿真结果表明,在卫导信号短时缺失的情况下,相比基于扩展卡尔曼滤波器的松组合导航方法,所提方法可将平均定位精度提升55%以上,为卫导信号短时缺失条件下的组合导航提供新思路。 展开更多

关键词 低成本制导弹药 捷联惯导/卫导松组合导航 卫导信号缺失 虚拟运动状态预测 自适应卡尔曼滤波器

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GNSS/INS组合导航接收机技术

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作者 刘国亮 吴视野 《舰船电子对抗》 2016年第3期74-78,共5页

全球导航卫星系统(GNSS)的一个非常重要的应用是与惯性导航系统(INS)进行组合导航。介绍了GNSS/INS组合导航接收机的工作原理,对接收机的关键技术进行了重点分析,并对其应用前景进行了展望。

关键词 全球导航卫星系统 惯性导航系统 组合导航 松组合 紧组合 深组合

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GNSS/INS紧组合定位在传统码头自动化升级中的应用

16

作者 杨楣 《港口科技》 2021年第10期29-33,共5页

在传统码头自动化升级过程中会新增无人驾驶拖车,无人驾驶拖车与有人驾驶拖车将尝试进行混合作业,混合作业的前提是码头内所有水平运输车辆具备高精度定位信息。对松组合与紧组合2种不同算法的GNSS/INS组合方式进行对比,其结果是紧组合... 在传统码头自动化升级过程中会新增无人驾驶拖车,无人驾驶拖车与有人驾驶拖车将尝试进行混合作业,混合作业的前提是码头内所有水平运输车辆具备高精度定位信息。对松组合与紧组合2种不同算法的GNSS/INS组合方式进行对比,其结果是紧组合方式GNSS/INS组合导航系统更优,其克服毗邻水域和集装箱堆放等环境因素的干扰,并对比港口现有基站为移动终端设备提供差分数据进行高精度定位效果的差异,提高定位稳定性,测试基站在港口环境下记录集卡车行车轨迹,准确度达到厘米级。试验证实利用紧组合加自建差分基站的策略能够满足码头对于高精度定位的需求。 展开更多

关键词 港口 GNSS/INS 紧组合 松组合 码头高精定位 CORS差分基站

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高动态条件下SINS信息在GPS软件接收机信号捕获中的应用 被引量：1

17

作者 黄国荣 许刚 +2 位作者 高圆 彭兴钊 薛冬 《航天控制》 CSCD 北大核心 2013年第1期15-20,共6页

目前卫星信号捕获主要采用自主搜索算法,在高动态环境下,由于信号存在较大的多普勒频移,且变化较为剧烈,导致自主搜索算法搜索范围变大、时间延长,通常不能满足高动态条件下的应用要求。本文在SINS/GPS松组合框架下,基于软件接收机的灵... 目前卫星信号捕获主要采用自主搜索算法,在高动态环境下,由于信号存在较大的多普勒频移,且变化较为剧烈,导致自主搜索算法搜索范围变大、时间延长,通常不能满足高动态条件下的应用要求。本文在SINS/GPS松组合框架下,基于软件接收机的灵活性,利用SINS信息,使用FFT方法(并行码相位搜索算法)实现GPS信号的捕获,得到一种外部信息辅助搜索算法。仿真实验证明该搜索算法可快速有效地实现高动态GPS信号的捕获。该算法同样适用于GLONASS及我国的北斗卫星导航系统。 展开更多

关键词 GPS 卫星信号捕获 卫星导航软件接收机 SINS GPS松组合 自主搜索算法 外部信息辅助搜索算法

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