检索结果-内蒙古大学图书馆

测绘科学 2020年第1期45卷 25-32页

作者：余章俊李付岗张秋昭中国矿业大学江苏省资源环境信息工程重点实验室江苏徐州221116 冀中能源峰峰集团孙庄采矿有限公司河北邯郸056200

针对复杂环境下卫星导航定位系统可能出现各种故障,当前卫星导航粗差识别与探测算法多是从测量域展开研究这一现状,该文研究了一种新的直接从状态域进行故障探测的高斯滤波状态估计算法。从理论上推导了相关公式论述了该方法的科学性,... 详细信息

针对复杂环境下卫星导航定位系统可能出现各种故障,当前卫星导航粗差识别与探测算法多是从测量域展开研究这一现状,该文研究了一种新的直接从状态域进行故障探测的高斯滤波状态估计算法。从理论上推导了相关公式论述了该方法的科学性,并通过状态估计与卫星定位模拟实验将其与测量域故障探测算法进行比较、验证。实验结果表明,该文研究方法直接在状态域中展开,不需要假设已知的真实系统状态,与测量域故障探测方法相比能够更加准确地进行故障探测。

关键词：全球导航卫星系统接收机自主完备性监测高斯滤波状态域一致性监测

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BDS授时监测算法研究及软件实现

BDS授时监测算法研究及软件实现

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作者：张大众山东科技大学

学位级别：硕士

北斗卫星导航系统是我国自主建立的卫星系统,在导航定位、短报文通信和授时领域有举足轻重的地位。随着BDS-3的不断完善,北斗卫星导航系统的服务将从亚太区域扩大到全球,因而,建立我国独立自主的“北斗PNT”体系迫在眉睫。授时作为“PN... 详细信息

北斗卫星导航系统是我国自主建立的卫星系统,在导航定位、短报文通信和授时领域有举足轻重的地位。随着BDS-3的不断完善,北斗卫星导航系统的服务将从亚太区域扩大到全球,因而,建立我国独立自主的“北斗PNT”体系迫在眉睫。授时作为“PNT”体系中的重要一环,目前已在电力行业、通信行业、交通运输等多个行业中广泛应用。导航卫星具有精度高、范围广、全天候等优势,因此其授时有着很大的应用优势及发展前景。此外,为保证授时结果的正确性,针对授时的监测显得尤为重要。本文在研究单频授时算法及授时监测手段基础上,结合BDS授时的应用需求,研究了BDS单频授时数据质量监测算法、授时结果监测算法及多站监测结果不一致问题。在数据质量监测中首次引入接收机钟跳探测,在授时结果监测中提出了基于二次多项式的授时结果比对法,针对多站不一致问题提出了基于RAIM的单频授时监测方法。建立了完整的授时体系,提高了对单频授时异常的监测能力,保证了授时结果的正确性。本文的主要研究内容如下:（1）从BDS单频授时角度,开展了授时数据质量监测研究,以BDS单频授时原理为基础,研究总结了现有的数据质量监测方法的原理、模型、算法、流程。并根据授时特点,在数据质量监测中首次引入了接收机钟跳探测,避免了因接收机钟跳而引起的授时结果异常。（2）针对多站监测结果不一致性问题,设计了两种方案:当判断该历元某颗星异常的测站个数小于判断该历元某颗星无异常的测站个数时,采用少数服从多数的原则;若两者相等时,则通过基于RAIM的单频授时监测方法进行判断。解决了多站监测时的监测结果不一致问题,确保了数据质量正确性。（3）研究了现有的针对授时结果监测的阈值法,并根据接收机钟差预报原理,提出了基于二次多项式的授时结果比对法,解决了授时结果阈值法无法对阈值内的异常授时结果探测的问题。（4）综合数据质量监测、授时监测、授时结果监测等方法。建立了授时体系,实现了多手段、全过程的监测。通过实验分析,授时体系下的监测能力较单一的数据质量监测或授时结果监测相比有大幅提升。（5）编写了具备授时实时监测功能的授时软件,实现了事后或实时的高可靠性单频授时监测与计算。

关键词：北斗卫星导航系统数据质量监测授时结果监测接收机自主完备性监测授时体系

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一种基于模糊聚类分析的新型RAIM算法

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测绘科学 2018年第10期43卷 1-6页

作者：谷守周刘一施闯秘金钟党亚民张龙平武汉大学卫星导航定位技术研究中心武汉430079 中国测绘科学研究院北京100830 山东科技大学测绘科学与工程学院山东青岛266590

针对接收机自主完备性监测(RAIM)中多粗差的探测识别难题,该文在研究了模糊聚类分析原理和特点的基础上,利用QR检校法构建单点定位的全设计矩阵,提出了基于模糊c均值(FCM)的模糊聚类分析的新型RAIM算法,以实际观测数据对比分析了硬聚类... 详细信息

针对接收机自主完备性监测(RAIM)中多粗差的探测识别难题,该文在研究了模糊聚类分析原理和特点的基础上,利用QR检校法构建单点定位的全设计矩阵,提出了基于模糊c均值(FCM)的模糊聚类分析的新型RAIM算法,以实际观测数据对比分析了硬聚类分析和模糊聚类分析在单个粗差和两个粗差下的探测识别性能。由试验结果可知,该文方法可有效实现多个粗差的探测识别问题,解决了单点定位中的质量控制问题,可有效保障单点定位结果的可靠性。

关键词：完备性接收机自主完备性监测模糊c均值单点定位

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GNSS接收机自主完备性监测算法研究

GNSS接收机自主完备性监测算法研究

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作者：吴云武汉大学

学位级别：博士

随着GPS现代化和俄罗斯的GLONASS补星计划的实施和推进,欧洲委员会和欧洲航天局也在积极筹备和实现Galilieo导航系统。当多个系统联合导航时,发生错误观测的可能性也增加了,因此人们在研究提高GNSS导航定位精度的同时,对GNSS导航定位结... 详细信息

随着GPS现代化和俄罗斯的GLONASS补星计划的实施和推进,欧洲委员会和欧洲航天局也在积极筹备和实现Galilieo导航系统。当多个系统联合导航时,发生错误观测的可能性也增加了,因此人们在研究提高GNSS导航定位精度的同时,对GNSS导航定位结果的质量控制也进行了大量的研究。接收机的自主完备性监测(Receiver Autonomous Integrity Monitoring)仅靠接收机接收到的冗余观测信号的自检较来完成对定位结果的质量控制,由于RAIM不需要昂贵的外部设施,而且不受地域范围的限制同时能兼顾到接收机端可能发生的观测错误,目前成为GNSS领域的研究热点之一。最初的RAIM是GPS为飞机导航的完备性监测的辅助手段。自上世纪80世纪以来,许多学者对GPS导航系统下的RAIM'性能和算法做了大量的研究和分析。研究的焦点是提高RAIM的可用性和探测并剔除错误观测,从而保证GNSS导航的安全性能。本论文就RAIM作为一般用户的完备性监测手段为出发点,研究了RAIM的现有算法和存在的问题,提出了基于w—检验确定RAIM的定位保护级方法,计算分析了GPS/GLONASS系统下的RAIM性能,提出将预测残差新息序列作为RAIM粗差检测和识别的方法,并用实测数据验证了预测残差新息序列法优于传统的RAIM粗差检测和识别方法。本论文的研究内容如下： 1、研究了RAIM定位保护水平的算法,提出将基于w—检验来确定RAIM定位保护级的算法,并提出将可区分性作为RAIM考虑的性能之一。 2、模拟场景分析了误警和漏检概率、观测精度和卫星的几何结构对RAIM定位保护级和相关系数的影响,计算了当可用性为99.9%时,全球GNSS用户的RAIM定位保护级和相关系数,计算结果表明,新算法的RAIM可用性高于传统算法的可用性,当误警和漏检概率分布3.33×10-7，0.1%时,在GPS/GLONASS系统下,全球绝大部分用户平面上的定位保护级在12米以下,高程方向上的保护级在20米以下, 3、分析了在平差系统中,当函数模型存在偏差时,最小二乘估计和Kalman滤波及其残差的统计特性。分析推导了Kalman滤波的最小可检测粗差和不可检测的粗差对滤波的影响以及识别粗差是假设检验量之间的相关系数的计算公式。 4、提出将新息序列检测法作为RAIM粗差检测和识别的基本算法。从实际误警率、粗差探测率、识别粗差正确率、定位结果的可用性和定位精度全面地分析了传统的向前-向后粗差探测法、基于相关分析的向前-向后法和新息序列粗差检测法在不同导航系统下对单一粗差和双粗差的检测效果,用静态和动态GPS/GLONASS观测数据验证了将新息序列检测法作为RAIM粗差检测和识别的基本算法的可行性。

关键词：接收机自主完备性监测可靠性定位保护级可区分性粗差检测和识别最小二乘估计卡尔曼滤波

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多模GNSS接收机RAIM技术研究

多模GNSS接收机RAIM技术研究

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作者：葛君霞中国科学院研究生院（国家授时中心）

学位级别：硕士

随着全球导航卫星系统的飞速发展，国际上对多导航系统之间的兼容互操作技术重视度的不断提升，多模导航技术必将是未来发展的主流。当多个系统联合导航时，出现故障卫星的概率增大，对航空安全提出了巨大挑战，因此与用户安全息息相关... 详细信息

随着全球导航卫星系统的飞速发展，国际上对多导航系统之间的兼容互操作技术重视度的不断提升，多模导航技术必将是未来发展的主流。当多个系统联合导航时，出现故障卫星的概率增大，对航空安全提出了巨大挑战，因此与用户安全息息相关的完备性问题的解决显得尤为迫切。接收机自主完备性监测(RAIM)技术是常用完备性监测技术的一种，具有对卫星故障识别反应迅速、自主完成且无需外界干预的优点。因此研究多模GNSS接收机RAIM技术对导航卫星系统的建设和评估具有重要意义。目前，多模导航技术是国内外学者研究的热点，但对多模RAIM技术做出系统性研究和分析的却相对较少。因此本文在分析了RAIM技术的原理以及影响其算法性能参数的基础上，提出了多模RAIM算法的实施策略，并从多模与单模卫星导航系统RAIM算法实施中存在的差异入手，建立了多模RAIM算法的通用算法模型，给出了多模RAIM算法的一般流程以及多模导航系统之间数据融合的方法。还将用于单模的传统RAIM算法应用于多模系统，对基于多模的单星故障和双星故障RAIM算法的故障识别过程做了详细的研究分析。同时，针对传统Snapshot RAIM算法存在的故障识别率较低，且只能识别单星故障或双星故障等弊端，对随机搜索RAIM算法进行了改进。改进的算法打破了传统故障识别算法的研究模式，不但简化了故障识别的流程，降低了算法的复杂度和运算量，而且对单模和多模导航系统均适用，且对故障卫星的个数没有限制，增加了RAIM算法的应用广泛性。最后，对研究的基于单星故障、双星故障的RAIM算法和改进的随机搜索RAIM算法进行了仿真验证，仿真结果表明：无论是单星还是多星故障，多模RAIM算法的故障识别率明显优于单模RAIM算法，并且改进的随机搜索RAIM算法在识别性能上较传统算法有明显提高。

关键词：多模GNSS 接收机自主完备性监测随机搜索故障检测与识别

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多星座组合RAIM算法研究

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时间频率学报 2014年第3期37卷 181-189页

作者：葛君霞胡永辉侯雷吴华兵王志浩中国科学院国家授时中心西安710600 中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室西安710600 中国科学院大学北京100049

随着GPS、GALILEO、GLONASS以及BDS的快速发展,需要加强对基于多星座组合的接收机自主完好性监测(RAIM)算法的研究。首先介绍了RAIM算法的原理及流程,然后研究分析了多星座组合下的伪距残差的最小二乘算法以及多星座RAIM算法的可用性判... 详细信息

随着GPS、GALILEO、GLONASS以及BDS的快速发展,需要加强对基于多星座组合的接收机自主完好性监测(RAIM)算法的研究。首先介绍了RAIM算法的原理及流程,然后研究分析了多星座组合下的伪距残差的最小二乘算法以及多星座RAIM算法的可用性判断,最后对单GPS星座和GPS、GLONASS和BDS三星座组合的RAIM算法进行了仿真分析。仿真结果表明:多星座组合RAIM算法得到的故障检测率和故障识别率比单星座有明显提高。

关键词：接收机自主完备性监测多星座故障检测故障识别

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GNSS导航卫星多维粗差定位算法研究

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测绘科学 2013年第2期38卷 29-31页

作者：曹玉明彭祥国谭兴龙中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司北京100120 江西省水利规划设计院南昌330029 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徐州221116 中国矿业大学江苏省资源环境信息工程重点实验室徐州221116

针对现有GNSS导航卫星多维粗差定位算法研究较少,本文提出采用全局-局部测试法查找观测值中的粗差。从函数模型方面详细论述全局测试和局部测试判断并定位粗差的过程,并且结合蒙特卡罗方法模拟的导航实验数据验证本文所提出的方法。模... 详细信息

针对现有GNSS导航卫星多维粗差定位算法研究较少,本文提出采用全局-局部测试法查找观测值中的粗差。从函数模型方面详细论述全局测试和局部测试判断并定位粗差的过程,并且结合蒙特卡罗方法模拟的导航实验数据验证本文所提出的方法。模拟实验表明,该方法能比较快速且准确地定位含粗差观测值,从理论上补充了GNSS导航卫星多粗差定位的算法,也在一定程度上提高了多星座导航完备性。

关键词： GNSS导航接收机自主完备性监测粗差定位全局测试局部测试蒙特卡罗模拟

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GNSS完备性监测RAIM算法研究

GNSS完备性监测RAIM算法研究

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作者：孙晓剑中南大学

学位级别：硕士

随着美国GPS以及俄罗斯GLONASS现代化计划的实施、欧盟Galileo、中国北斗系统的全面建设,导航系统的定位精度已经可以满足绝大多数用户的需求。但是无论导航系统本身,还是导航增强系统,其保障动态用户的完备性还远不能满足实际需要。从... 详细信息

随着美国GPS以及俄罗斯GLONASS现代化计划的实施、欧盟Galileo、中国北斗系统的全面建设,导航系统的定位精度已经可以满足绝大多数用户的需求。但是无论导航系统本身,还是导航增强系统,其保障动态用户的完备性还远不能满足实际需要。从用户安全角度,导航系统的完备性有着比精度更加重要的意义。当前的全球导航卫星系统,无论是在完备性监测系统的建设还是完备性算法的研究方面,都还处在进一步的深化阶段,现有的完备性设施和技术还无法满足实际应用的需要。为了分析研究GNSS的完备性监测理论、方法及关键技术,尤其是当今广泛应用的接收机自主完备性监测(RAIM, Receiver Autonomous Integrity Monitoring)算法,本文系统的研究了RAIM的完备性监测原理以及相关技术,在此基础上,建立了较为完善的RAIM算法和模型,并通过实测及仿真数据,证明了其可行性和有效性。论文的主要工作体现在以下几个方面： (1)设计了结合预报精密星历的完备性监测算法,实现了卫星空间信号在用户端的完备性监测。实验证明本方法可以准确地实现故障卫星的定位和排除,同时保证了系统的导航性能和完备性性能。 (2)针对W检测无法正确解决卫星数目增多带来的多星故障问题,改进了传统的W故障检测方法。在保证系统定位精度的基础上,实现了系统的多故障排除。 (3)为了解决现有RAIM算法中完备性风险平均分配的不合理情况,本文设计了完备性风险动态分配的RAIM算法,实验证明,改进的RAIM算法可以有效的降低系统的PL估值,提高了GNSS系统的可用性。

关键词：全球卫星导航系统完备性监测多故障排除接收机自主完备性监测

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GPS接收机数据处理技术研究

GPS接收机数据处理技术研究

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作者：滕云龙电子科技大学

学位级别：博士

GPS接收机广泛用于导航、定位、授时等诸多领域。本文主要讨论GPS接收机数据处理技术，对GPS接收机数据处理过程中若干关键问题进行研究，主要包括载波相位测量数据周跳探测、GPS接收机钟差序列预测、恶劣环境下GPS接收机定位解算以及... 详细信息

GPS接收机广泛用于导航、定位、授时等诸多领域。本文主要讨论GPS接收机数据处理技术，对GPS接收机数据处理过程中若干关键问题进行研究，主要包括载波相位测量数据周跳探测、GPS接收机钟差序列预测、恶劣环境下GPS接收机定位解算以及钟差预测模型辅助接收机自主完备性监测(RAIM)等方面。本文主要成果总结如下： (1)载波相位测量数据周跳探测方法研究。分别应用时间序列分析方法与希尔伯特-黄变换(HHT)方法对GPS载波相位测量数据进行周跳探测。其中：周跳探测时间序列分析方法以载波相位测量数据加权预测模型为基础构造统计量对周跳进行探测；而周跳探测HHT方法将周跳视为GPS载波相位测量数据发生故障，将周跳探测等效为载波相位测量数据故障特征提取问题。实验结果表明，两种方法可以对载波相位周跳进行实时准确探测。 (2)接收机钟差预测方法研究。将GPS接收机钟差序列视为灰色系统，根据灰色理论对钟差序列进行预测，同时结合矩阵条件数对接收机钟差灰色预测模型稳定性进行判断。结果表明：钟差灰色预测模型稳定，不存在病态性。此外，相对于钟差多项式模型而言，钟差灰色模型预测精度较高，适合于GPS接收机钟差序列短期预测。 (3)双星条件下GPS接收机定位解算方法研究。在双星条件下，当GPS接收机处于静止状态时，该方法通过三次观测将GPS接收机伪距观测方程扩展至可求解状态，然后根据伪距方程进行定位解算获得接收机三维坐标。实验结果表明：在仅有两颗卫星时，该方法可以继续提供GPS接收机定位信息，从而提高GPS接收机定位连续性。 (4)钟差辅助接收机自主完备性监测(RAIM)方法研究。将接收机钟差序列视为GPS卫星，并根据钟差灰色预测模型对RAIM方法进行辅助，从而提高RAIM方法可用性。实验结果表明，与RAIM方法相比，钟差灰色预测模型辅助RAIM方法对可用卫星数要求较低。在4颗卫星条件下，钟差灰色预测模型辅助RAIM方法可以进行故障卫星检测；当观测到5颗卫星时，该方法可以识别出故障卫星并将其剔除，从而提高GPS接收机定位精度。此外，相比于钟差多项式模型辅助RAIM方法而言，钟差灰色预测模型辅助RAIM方法在故障卫星检测与识别效率以及接收机定位精度等方面均有所提高。

关键词：全球定位系统定位解算周跳接收机钟差接收机自主完备性监测

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GNSS全球导航卫星系统完备性监测体系研究与设计

GNSS全球导航卫星系统完备性监测体系研究与设计

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作者：郭承军电子科技大学

学位级别：硕士

随着美国GPS和俄罗斯GLONASS的现代化计划的实施,欧盟Galileo、中国北斗-2系统的全面建设,以及导航技术的新的进展,导航系统的定位精度已经可以满足大多数需求,因此,是否可以保障动态用户的可靠性成为用户考虑的主要因素,因为,从用户安... 详细信息

随着美国GPS和俄罗斯GLONASS的现代化计划的实施,欧盟Galileo、中国北斗-2系统的全面建设,以及导航技术的新的进展,导航系统的定位精度已经可以满足大多数需求,因此,是否可以保障动态用户的可靠性成为用户考虑的主要因素,因为,从用户安全的角度考虑,比起精度,导航系统的完备性具有更加重要的意义和价值。当前,对于GNSS(Global Navigation Satellite System)系统的完备性监测技术而言,无论是在完备性监测系统的建设还是完备性监测的相关算法研究方面,也不管是完备性监测的统一标准规范还是完备性监测系统的用户应用模式角度,都还处在进一步深化阶段,还无法满足实用需要从而完全进入实用阶段。为了分析研究GNSS系统完备性监测体系的相关理论、方法、核心算法以及关键技术,本文系统地研究了完备性监测的原理以及相关技术,并在其分级体系的基础上,建立了相对较为完善的完备性监测的算法和模型,并通过对实测数据的仿真处理,分析验证了其可行性和科学性。本文针对GNSS系统的特点,首先将GNSS完备性监测分为基于地面站的完备性监测和基于无地面站的完备性监测。然后在系统的研究信号的发射、传输和接收误差的基础上,建立了GNSS完备性监测体系。并重点研究了其中卫星空间信号完备性监测以及接收机自主完备性监测(RAIM, Receiver Autonomous Integrity Monitoring)两种适用范围最广的完备性监测技术。在卫星空间信号完备性监测方面,首先介绍和分析了GNSS全球导航卫星系统的包括SISE(Signal In Space Error)、SISA(Signal In Space Accuracy)、SISMA (Signal In Space Monitoring Accuracy)在内的几种重要的信号完备性监测指标,然后以GNSS误差分析为着眼点,根据卫星轨道积分理论分析和实现了卫星轨道完备性监测,并通过分析卫星钟差特性,通过详细的分析建模实现了卫星钟差的精密估计和实时预报,以对卫星钟差进行粗差识别和探测实现卫星钟差完备性监测。在接收机自主完备性监测方面,首先详细介绍了现有的常用的Snapshot RAIM方法中常见方法并对它们进行等价性分析,之后对基于处理时域信息的卡尔曼滤波新息检测法与Snapshot RAIM算法进行了理论分析和对比,阐述了接收机自主完备性检测技术的现状和前景;然后研究和分析了因为随着导航系统发展、卫星数目增多而带来的,出现概率大大增加的双星甚至多星故障的RAIM算法,并介绍了基于偏差完好性风险的多星故障检测方法;其后,在系统的分析和比较影响RAIM算法性能的各种因素的基础上,设计或改善了危险误导信息概率动态分配方案和接收机钟差预报模型,并分别用小波灰色模型、模糊优选神经网络和可变模糊优选动态规划理论、基于免疫机理的模拟退火算法来分别实现上述两种方案,从而改进传统的RAIM算法,最后通过数据处理实践进行了可行性和科学性验证。

关键词：全球导航卫星系统完备性监测地面站空间信号接收机自主完备性监测

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