静态场景下的瞬时多普勒定位性能分析

1

作者 施星宇 陈明剑 +3 位作者 李广云 沈洋 吕葳 蔚佳树 《导航定位学报》 北大核心 2025年第4期70-77,共8页

针对全球卫星导航系统(GNSS)易受电磁环境干扰和落地信号功率弱等问题,对静态场景下的瞬时多普勒定位性能进行分析:指出低地球轨道(LEO)卫星提供的机会信号可作为定位备份手段,通过仿真轨道通信卫星星座、依星系统和全球星系统等3个LEO... 针对全球卫星导航系统(GNSS)易受电磁环境干扰和落地信号功率弱等问题,对静态场景下的瞬时多普勒定位性能进行分析:指出低地球轨道(LEO)卫星提供的机会信号可作为定位备份手段,通过仿真轨道通信卫星星座、依星系统和全球星系统等3个LEO星座,选取一点观测12 h,截取高度角为5°的观测数据,探讨卫星可见数和多普勒位置精度因子(DPDOP)的影响;然后在考虑卫星钟差变化率、电离层延迟变化率、对流层延迟变化率、地球旋转效应误差变化率等误差的基础上,模拟真实环境不同量级下轨道误差、卫星速度误差、多普勒频移误差对单历元定位性能的影响。结果表明,卫星可见数和DPDOP呈负相关,在轨道误差为50 m,卫星速度误差为0.1 m/s,多普勒频移误差为1 Hz的正常大气环境下,可得到80 m左右的定位精度,证明LEO卫星多普勒定位能够作为GNSS的备份手段之一。 展开更多

关键词 定位导航 低地球轨道卫星 多普勒精度衰减因子 多普勒定位 机会信号 定位误差 多星座定位

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近固定坐标的GNSS PPP时间传递技术的性能分析

2

作者 陈梦实 袁海波 +3 位作者 李宗源 王一桁 刘素芳 张继海 《测绘通报》 北大核心 2025年第5期94-99,共6页

多系统精密单点定位(GNSS PPP)技术在时间传递领域已经有了广泛和深入的应用。在守时实验室时间比对和固定站点机动时间比对测试等应用环境中,可以提前测得观测接收机天线的精密坐标。该条件下进行GNSS PPP解算时,可以利用已知的高精度... 多系统精密单点定位(GNSS PPP)技术在时间传递领域已经有了广泛和深入的应用。在守时实验室时间比对和固定站点机动时间比对测试等应用环境中,可以提前测得观测接收机天线的精密坐标。该条件下进行GNSS PPP解算时,可以利用已知的高精度坐标加快解算时间偏差的收敛时间。本文提出了一种方法,采用已知的三维精密坐标作为卡尔曼滤波器的初始参数,为表征系统不确定度的协方差矩阵设置较小的初始值,以此降低三维坐标解算对整个计算收敛过程的影响。结果表明,在已知精密坐标的情况下,本文提出的近固定坐标的GNSS PPP时间传递方法与传统GNSS PPP时间比对方法相比,结果的收敛速度提升约30%~50%,收敛后的时间比对准确度和稳定度与传统GNSS PPP相当,均方根可达亚纳秒量级,小时稳定度可达1E-13。 展开更多

关键词 多系统精密单点定位 时间频率传递 全球卫星导航系统

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城市复杂环境低轨增强BDS精密定位方法

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作者 蒋世俊 李星星 +3 位作者 付元辰 李岩 张逸凡 马悦 《导航定位学报》 北大核心 2025年第2期49-56,共8页

为了进一步满足城市复杂环境下,北斗卫星导航系统(BDS)高精度实时定位的需求,提出低地球轨道(LEO)星座增强BDS精密定位与模糊度快速固定方法,在城市复杂环境下实现快速高精度定位:设计包含192颗低轨卫星的极轨星座;采用实测鱼眼相机影... 为了进一步满足城市复杂环境下,北斗卫星导航系统(BDS)高精度实时定位的需求,提出低地球轨道(LEO)星座增强BDS精密定位与模糊度快速固定方法,在城市复杂环境下实现快速高精度定位:设计包含192颗低轨卫星的极轨星座;采用实测鱼眼相机影像对城市复杂环境开展仿真,验证低轨星座增强BDS精密单点定位(PPP)与模糊度固定(PPP-AR)的定位性能。实验结果表明,由于城市建筑物遮挡,BDS可见卫星数显著减少,PPP收敛缓慢,定位精度较差,而加入低轨卫星后,BDS在城市建筑遮挡条件下可用卫星数提升比例达43.8%,PPP收敛的时间由50 min缩短至3 min,定位精度提升61.48%;采用模糊度固定后,低轨增强BDS精密定位收敛时间进一步缩短至1 min内,并在收敛后保持厘米级精度;可知,在城市复杂环境下,低轨星座增强BDS精密定位可显著提升收敛速度和定位精度,满足实时高精度定位的需求。 展开更多

关键词 低地球轨道(LEO)星座 北斗卫星导航系统(BDS) 精密单点定位模糊度固定(PPP-AR) 城市复杂环境

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伪卫星增强的北斗双星定位系统及其算法的研究 被引量：13

4

作者 王玮 刘宗玉 谢荣荣 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期66-71,共6页

提出了使用伪卫星来增强北斗系统的方案,并研究了此系统的定位原理和几何布局。仿真结果表明,此方案是可行的,能够独立实现实时、高精度的无源定位,为发展区域定位系统提供了一种成本相对较低的新思路。

关键词 伪卫星 定位系统 卫星导航 星座 研究 双星定位系统 北斗系统 算法 几何布局 定位原理

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GPS/GLONASS/GALILEO多星座组合导航系统研究 被引量：34

5

作者 吴玲 孙永荣 +1 位作者 俞晓磊 李荣冰 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期23-28,共6页

通过对多星座组合导航系统的分析,对多星座组合导航定位算法进行了研究。由于GPS、GLONASS、GALILEO系统分别采用了不同的坐标系,文中利用坐标系变换将不同星座统一到同一个坐标系中,采用增加状态变量的方法实现了组合系统的时间统一,... 通过对多星座组合导航系统的分析,对多星座组合导航定位算法进行了研究。由于GPS、GLONASS、GALILEO系统分别采用了不同的坐标系,文中利用坐标系变换将不同星座统一到同一个坐标系中,采用增加状态变量的方法实现了组合系统的时间统一,从而实现了多星座间的时空统一;针对多星座组合系统的可见卫星数目大大增加的特点,采用最小二乘的方法实现了用户的导航定位解算,提高了用户的定位精度。通过对GPS/GLONASS/GALILEO多星座组合导航系统的仿真研究,其结果表明:与GPS单星座相比,GPS/GLONASS/GALILEO多星座组合导航系统,同一时间内可见卫星数目大大增加,PDOP值明显减小,有效提高了导航定位精度,具有良好的定位性能和可靠性。 展开更多

关键词 多星座组合 时空统一 导航 定位 卫星

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基于中轨与静止轨道卫星定位系统星座优化设计 被引量：5

6

作者 初海彬 张乃通 顾学迈 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期52-58,共7页

文中分析了中国区域性覆盖卫星导航系统“北斗”系统的特点,提出了采用“北斗”系统静止轨道卫星结合若干倾斜圆轨中轨MEO卫星,构成中国区域性覆盖星座的设计思想。文章给出了卫星导航定位系统星座优化设计方法,比较了多种设计思想和多... 文中分析了中国区域性覆盖卫星导航系统“北斗”系统的特点,提出了采用“北斗”系统静止轨道卫星结合若干倾斜圆轨中轨MEO卫星,构成中国区域性覆盖星座的设计思想。文章给出了卫星导航定位系统星座优化设计方法,比较了多种设计思想和多种轨道形式的设计方案。通过仿真计算分析,在多种设计结果中,得到了优选的2颗GEO卫星结合若干MEO卫星星座设计方案设计结论。并且针对所选星座的覆盖性能,仿真给出了区域性覆盖优选星座的PDOP特性。 展开更多

关键词 卫星定位系统 中轨 卫星导航定位系统 区域性覆盖 卫星导航系统 静止轨道卫星 优化设计方法 设计思想 设计方案 轨道形式 计算分析 方案设计 星座设计 覆盖性能 PDOP MEO GEO 北斗 中国 仿真 优选

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基于马尔可夫过程的GNSS星座可用性评估 被引量：11

7

作者 王尔申 张晴 +3 位作者 曲萍萍 蓝晓宇 庞涛 姜毅 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期814-820,共7页

卫星导航的星座可用性是评价导航系统性能的重要指标之一。基于马尔可夫过程建立了同时考虑卫星故障率和修复率的单星可用性模型,结合卫星的备份情况提出了空间信号层和服务层的星座可用性评估方法模型。基于上述评估模型,结合大量实测... 卫星导航的星座可用性是评价导航系统性能的重要指标之一。基于马尔可夫过程建立了同时考虑卫星故障率和修复率的单星可用性模型,结合卫星的备份情况提出了空间信号层和服务层的星座可用性评估方法模型。基于上述评估模型,结合大量实测数据分析了空间信号层和服务层的星座可用性概率。结果表明:全球定位系统(global positioning system,GPS)星座可用性评估模型是有效的,GPS星座可用性符合其系统性能规范。提出的星座可用性评估方法对北斗卫星导航系统的全球化建设及其可用性评估有一定的参考价值。 展开更多

关键词 全球导航卫星系统 全球定位系统 马尔可夫过程 单星可用性 星座可用性

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卫星导航几何因子的分析和仿真 被引量：69

8

作者 丛丽 Ahmed I Abidat 谈展中 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期2204-2208,共5页

根据卫星导航几何因子GDOP在具体课题中的应用,从五个主要方面对其进行了研究,可知不同星座配置参数对不同纬度地区GDOP会产生影响;坐标转换时GDOP、PDOP和TDOP不变,HDOP、VDOP变化;GDOP随卫星数目增加单调递减,但递减幅度变小;卫星对G... 根据卫星导航几何因子GDOP在具体课题中的应用,从五个主要方面对其进行了研究,可知不同星座配置参数对不同纬度地区GDOP会产生影响;坐标转换时GDOP、PDOP和TDOP不变,HDOP、VDOP变化;GDOP随卫星数目增加单调递减,但递减幅度变小;卫星对GDOP贡献越大,其故障产生的定位误差越大;使用加权GDOP可有效的减小定位误差. 展开更多

关键词 卫星导航 DOP 星座配置参数 定位精度 加权GDOP

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伪卫星辅助北斗定位精度改进方法 被引量：7

9

作者 徐博 李昊 欧钢 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期56-60,共5页

由于北斗二号一期系统卫星集中分布在赤道附近,导致国土范围内接收机南北方向定位精度偏低,且由于可视卫星均为正仰角,导致接收机垂直方向定位精度也偏低的问题,提出了利用地面伪卫星改善用户观测几何结构的方法来提高一定区域范围内北... 由于北斗二号一期系统卫星集中分布在赤道附近,导致国土范围内接收机南北方向定位精度偏低,且由于可视卫星均为正仰角,导致接收机垂直方向定位精度也偏低的问题,提出了利用地面伪卫星改善用户观测几何结构的方法来提高一定区域范围内北斗接收机的定位精度。推导了伪卫星与真实卫星组合的最小二乘定位算法模型,并给出了用于定位精度评估的南北和垂直方向的精度衰减因子值。仿真结果表明:在用户使用范围的北部地区布设伪卫星可有效降低用户南北方向以及垂直方向的精度衰减因子值,从而有效改善定位精度。 展开更多

关键词 伪卫星 北斗 卫星导航系统 定位精度

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火星全球导航卫星系统(英文) 被引量：1

10

作者 韩婷婷 史弦 +2 位作者 简念川 冯礼和 平劲松 《航天器工程》 2011年第2期14-19,共6页

讨论了建立类地行星全球导航定位系统的意义,并对火星全球导航卫星系统星座的分布构型进行了初步分析设计。对不同导航星座的覆盖特性与导航定位性能进行了评估,给出了最佳星座设计,它可以作为将来建立火星导航卫星系统的星座设计参考。

关键词 火星全球导航卫星系统 覆盖导航定位 星座设计 全球覆盖

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激光测距与卫星导航定位技术组合研究 被引量：2

11

作者 李燕 王向玲 赵志云 《激光杂志》 北大核心 2017年第12期96-99,共4页

飞行器轨道测定对激光测距的精度要求较高,传统激光测距方法随着测量距离的增加,对于空间飞行器的定位会出现偏差,进而降低轨道测量精度。提出基于卫星导航定位技术与激光测距的组合方法研究,首先基于差分处理算法对多平台的卫星导出定... 飞行器轨道测定对激光测距的精度要求较高,传统激光测距方法随着测量距离的增加,对于空间飞行器的定位会出现偏差,进而降低轨道测量精度。提出基于卫星导航定位技术与激光测距的组合方法研究,首先基于差分处理算法对多平台的卫星导出定位数据进行分析和组合,提高对飞行器的空间定位精度;分别对空间飞行器进行相对定位解算和相对速度解算,完成对飞行器的位置的判定;基于相位式激光脉冲传输测距技术,对方波信号进行分析并提取其频谱的变化规律,实现对空间飞行器轨道的精确测量。仿真实验数据表明,提出的组合研究方法定位准确、测量精度高,同时也能将测量误差控制在一个较低的水平。 展开更多

关键词 飞行器 激光测距 卫星导航 定位技术 组合研究

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一种BDS/GPS双系统融合导航的快速选星方法 被引量：4

12

作者 公才赫 茅旭初 李少远 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期641-646,共6页

针对全球导航卫星系统运算量急剧增加的问题,提出一种BDS/GPS双系统快速选星算法.该算法以最佳星座配置法和底座中心法为基础,针对多系统的特点制定选星策略,并对算法进行实验验证.实验结果表明,该算法在保证定位精度基础上有效减少了... 针对全球导航卫星系统运算量急剧增加的问题,提出一种BDS/GPS双系统快速选星算法.该算法以最佳星座配置法和底座中心法为基础,针对多系统的特点制定选星策略,并对算法进行实验验证.实验结果表明,该算法在保证定位精度基础上有效减少了定位解算的运算量. 展开更多

关键词 北斗卫星导航系统 全球定位系统 选星 几何精度因子 最佳星座配置法

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LEO星座增强GNSS PPP模糊度浮点解与固定解性能评估 被引量：5

13

作者 马福建 潘林 《导航定位学报》 CSCD 2022年第2期58-67,共10页

针对全球卫星导航系统(GNSS)精密单点定位(PPP)收敛时间较长问题,提出利用低轨(LEO)星座进行增强,达到位置解快速收敛的目的。实验结果表明,LEO卫星相位小数偏差(FCB)估计残差99.8%在0.15个周期以内,标准差统计值为0.033个周期;相比于LE... 针对全球卫星导航系统(GNSS)精密单点定位(PPP)收敛时间较长问题,提出利用低轨(LEO)星座进行增强,达到位置解快速收敛的目的。实验结果表明,LEO卫星相位小数偏差(FCB)估计残差99.8%在0.15个周期以内,标准差统计值为0.033个周期;相比于LEO增强PPP浮点解,当全球定位系统(GPS)和LEO卫星相位观测值的模糊度均被固定时,基于10min观测时长数据的东、北、高三个方向定位精度分别提升了81.3%、75.0%和45.0%,达到0.003、0.002和0.011 m;对于GPS单系统PPP和GPS、格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)、伽利略卫星导航系统(Galileo)及北斗卫星导航系统(BDS)四系统PPP浮点解,在LEO星座的增强下,二者收敛时间分别为2.6和2.3 min,差异并不明显。 展开更多

关键词 全球卫星导航系统 低轨星座 精密单点定位 模糊度解算 相位小数偏差

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一种GNSS多星座的抗差伪距单点定位算法 被引量：1

14

作者 杨柯 蔡成林 张首刚 《电讯技术》 北大核心 2018年第9期1027-1033,共7页

为抑制因导航星座间差异和故障卫星对多星座伪距单点定位产生的负面影响,通过分析多星座与单星座伪距单点定位的异同和多星座粗差探测方法,提出了在不同伪距质量下选择不同方法对伪距偏差状况进行估计,再基于平差理论、M估计和核函数构... 为抑制因导航星座间差异和故障卫星对多星座伪距单点定位产生的负面影响,通过分析多星座与单星座伪距单点定位的异同和多星座粗差探测方法,提出了在不同伪距质量下选择不同方法对伪距偏差状况进行估计,再基于平差理论、M估计和核函数构造三段式权值,实现能在不同环境下选择较优模型的对不同卫星赋予不同权值的新型抗差伪距定位算法。通过国际GPS服务组织(IGS)站点实测数据验证,该算法在不同情况下均能实现较高精度的定位结果,具有较优的抗差性能和定位精度。与传统抗差定位算法比较进一步验证了所提算法的优越性。相关结论对未来多星座定位算法的研究具有较大意义。 展开更多

关键词 全球导航卫星系统(GNSS) 多星座 单点定位 抗差估计 并发多故障

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导航星座损伤模式优化分析

15

作者 胡建龙 韩潮 《现代防御技术》 北大核心 2016年第5期71-76,共6页

基于攻防对抗下的导航星座损伤模式优化分析,建立了导航星座的区域PDOP可用性优化模型,解决了不规则构型卫星星座出现较多损伤卫星时无法有效求解的问题。针对全球定位系统(GPS)和北斗卫星导航系统(BDS)进行了优化仿真和对比分析。结果... 基于攻防对抗下的导航星座损伤模式优化分析,建立了导航星座的区域PDOP可用性优化模型,解决了不规则构型卫星星座出现较多损伤卫星时无法有效求解的问题。针对全球定位系统(GPS)和北斗卫星导航系统(BDS)进行了优化仿真和对比分析。结果表明,导航星座的轨道平面数越多,其应对出现导航星座损伤的能力越强。建立的优化模型对导航星座构型设计和应对攻防对抗中星座出现损伤具有一定参考价值。 展开更多

关键词 导航星座 损伤卫星 位置精度衰减因子 优化模型 全球定位系统 北斗卫星导航系统

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伪卫星技术及其在导航定位中的应用分析 被引量：9

16

作者 赵娜 赵伟 +1 位作者 孙妍 刘春霞 《导航定位学报》 2014年第1期82-86,共5页

卫星导航系统可以在任何时间、任何地点为用户提供导航服务,即只要用户能够接收到良好的卫星导航信号,就能确定自身的准确位置。但是当卫星工作异常或因受到建筑物或地形遮挡而信号不佳时,用户定位将受到很大影响。作为一种新型的导航... 卫星导航系统可以在任何时间、任何地点为用户提供导航服务,即只要用户能够接收到良好的卫星导航信号,就能确定自身的准确位置。但是当卫星工作异常或因受到建筑物或地形遮挡而信号不佳时,用户定位将受到很大影响。作为一种新型的导航定位技术,伪卫星技术应用于现有的卫星导航系统中,可以大大提高导航系统的定位精度、完备性和有效性。在论述伪卫星技术及其应用的同时,重点对伪卫星技术在已有导航系统星座几何布局改善、差分定位解算等方面进行了分析与验证,为我国卫星导航系统的后续建设及其应用拓展提出了建设性意见。 展开更多

关键词 卫星导航系统 伪卫星技术 星座几何布局 差分定位

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一种基于伪逆平差理论的导航星座整网定轨方法

17

作者 谢友方 王玲 黄文德 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2016年第6期544-547,560,共5页

针对分布式单星自主定轨存在的次优解及滤波易发散等问题,结合整网伪逆平差理论和航天器轨道动力学定轨理论,提出一种导航星座整网自主定轨方法。讨论卫星网与大地自由网平差方法的区别,结合伪逆平差和卫星动力学定轨方法,建立导航星座... 针对分布式单星自主定轨存在的次优解及滤波易发散等问题,结合整网伪逆平差理论和航天器轨道动力学定轨理论,提出一种导航星座整网自主定轨方法。讨论卫星网与大地自由网平差方法的区别,结合伪逆平差和卫星动力学定轨方法,建立导航星座整网自主定轨方法,并给出整网定轨基本流程,最后以典型Walker星座为例进行整网自主定轨仿真验证。结果表明,在初始位置误差1m、星间测量噪声0.1m、不考虑钟差的条件下,星座自主运行5d,每颗卫星的定轨误差均小于0.8m,星座平均定轨误差小于0.5m,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 导航星座 自主定轨 整网平差 星间测量 伪逆

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中轨道Walker导航星座在轨备份方案优化设计 被引量：1

18

作者 王许煜 胡敏 +2 位作者 赵玉龙 张学阳 李玖阳 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期91-99,共9页

针对中轨道Walker导航星座在轨备份方案的优化问题,首先提出了在轨备份星轨位优化设计方法,考虑星座运行期间在轨备份星与工作卫星存在共同提供服务的情况,选取PDOP值和可见卫星数作为轨位优化指标,建立了轨位优化模型,并基于NSGA-Ⅱ算... 针对中轨道Walker导航星座在轨备份方案的优化问题,首先提出了在轨备份星轨位优化设计方法,考虑星座运行期间在轨备份星与工作卫星存在共同提供服务的情况,选取PDOP值和可见卫星数作为轨位优化指标,建立了轨位优化模型,并基于NSGA-Ⅱ算法对不同轨位下在轨备份星对导航星座服务性能的提升效果进行仿真分析;然后,基于在轨备份星轨位的优化结果,建立在轨备份星替换的轨道机动模型,并综合考虑速度增量和替换时间,确定了以替换时间最少为优化目标的在轨备份星替换方案。结果表明,提出的在轨备份方案能有效满足备份星的设计需求,增强导航星座的服务性能,实现故障卫星的快速替换,可为导航星座备份星的建设提供借鉴。 展开更多

关键词 Walker导航星座 在轨备份 备份星轨位 NSGA-Ⅱ 替换方案

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