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面向空间导航系统设计的GPS量测仿真增强研究(英文)

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Chinese Journal of Aeronautics 2010年第4期23卷 438-446页

作者：王立端翟传润靳文瑞战兴群上海交通大学电子信息与电气工程学院

在星载导航系统的初步方案规划和算法设计阶段,出于对潜在的折中考虑,高保真的GPS软件仿真器是一种必要且可行的实验室测试手段。本文研究开发了面向空间导航系统设计的GPS量测软件仿真器,它主要针对L1C/A码和载波信号,也就是说该仿真... 详细信息

在星载导航系统的初步方案规划和算法设计阶段,出于对潜在的折中考虑,高保真的GPS软件仿真器是一种必要且可行的实验室测试手段。本文研究开发了面向空间导航系统设计的GPS量测软件仿真器,它主要针对L1C/A码和载波信号,也就是说该仿真器使用MATLAB编程语言产生C/A码伪距量测和载波量测。论文推导了基于地心惯性坐标系(ECI)的数学模型,用来仿真GPS星座并产生GPS量测数据;在星历数据选择、空间电离层模型和伪距率计算等方面,深入研究并应用一系列增效措施以合理化实现该仿真器。建立的增强型GPS量测仿真器推进了我们现有的星载GPS/INS组合导航系统设计工作,将进一步提升在星载导航系统设计领域的研究。

关键词：惯性导航系统 GPS测量空间设计设计阶段导向增强型软件模拟器仿真

量化策略对卫星导航系统接收机相关网络输出影响

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上海交通大学学报 2009年第3期43卷 413-416页

作者：贺喆翟传润战兴群张炎华上海交通大学空天科学技术研究院上海200240

为了分析全球卫星导航系统(GNSS)接收机的性能,以全球定位系统(GPS)接收机为例,研究了GPS接收机跟踪过程中码跟踪环相关网络的模型;推导了经过量化器的信号表达式;分析了经过量化器后相关网络和相关器输出信号之间的关联,得到了接收机... 详细信息

为了分析全球卫星导航系统(GNSS)接收机的性能,以全球定位系统(GPS)接收机为例,研究了GPS接收机跟踪过程中码跟踪环相关网络的模型;推导了经过量化器的信号表达式;分析了经过量化器后相关网络和相关器输出信号之间的关联,得到了接收机在不同的量化位数、量化间隔的条件下的干扰信号及相关器的输出信噪比之间的关系.

关键词：全球卫星导航系统码跟踪环量化干扰抑制信噪比

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机载武器传递对准的可观测性分析

北京航空航天大学学报 2012年第9期38卷 1134-1138页

作者：秦峰战兴群湛雷张炎华上海交通大学航空航天学院上海200240

采用"速度+姿态"量测匹配法设计了机载武器传递对准系统,建立了系统的动态误差模型和量测模型,并在这些模型的基础上设计了卡尔曼滤波器.介绍了基于可观测性矩阵奇异值分解的分段定常系统(PWCS,Piece-Wise Constant System)可观测性分析... 详细信息

采用"速度+姿态"量测匹配法设计了机载武器传递对准系统,建立了系统的动态误差模型和量测模型,并在这些模型的基础上设计了卡尔曼滤波器.介绍了基于可观测性矩阵奇异值分解的分段定常系统(PWCS,Piece-Wise Constant System)可观测性分析法,并通过该方法分析了机载武器传递对准系统各个状态变量的可观测性.在可观测性分析的基础上忽略不可观测状态变量,实现系统滤波器降维.设计了摇摆机动,在该机动基础上对降维前后滤波器性能和传递对准精度进行了对比,证明了可观测性分析的必要性和正确性.

关键词：传递对准奇异值分解状态变量可观测性降维

基于PC104主板的嵌入式Linux的实现

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计算机工程与应用 2004年第27期40卷 109-110,221页

作者：蔡勇战兴群上海交通大学信息检测技术与仪器系上海200030

论文简要介绍了Linux操作系统在嵌入式领域的优势,以及PC104主板的特点。详细说明了嵌入式Linux内核的裁减,通过Linux启动过程的分析说明了Linux文件系统的裁减,介绍了BusyBox、uClibc、MiniGUI等优秀的嵌入式专用软件,以及嵌入式Linux... 详细信息

论文简要介绍了Linux操作系统在嵌入式领域的优势,以及PC104主板的特点。详细说明了嵌入式Linux内核的裁减,通过Linux启动过程的分析说明了Linux文件系统的裁减,介绍了BusyBox、uClibc、MiniGUI等优秀的嵌入式专用软件,以及嵌入式Linux在PC104主板上的移植。最后实现了一个基于PC104主板的可从diskonchip启动的嵌入式Linux。

关键词： Linux PC104 BusyBox uClibc MiniGUI

基于自主完好性外推的鲁棒卡尔曼滤波算法研究

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基于自主完好性外推的鲁棒卡尔曼滤波算法研究

城市环境下GNSS三维射线追踪多径仿真与多径延迟分布

第十三届中国卫星导航年会

作者：常琎屈重君连晓棠战兴群航空工业西安自控所上海交通大学航空航天学院

卫星导航固有的脆弱性使得卫星信号极易受到来自空间段、地面段以及用户段的干扰。这些干扰会产生不同类型的量测误差进而影响组合导航的服务性能。在已有的量测误差类型中,由于缓变误差最难被及时探测,因而被视为卫星导航服务过程中的... 详细信息

卫星导航固有的脆弱性使得卫星信号极易受到来自空间段、地面段以及用户段的干扰。这些干扰会产生不同类型的量测误差进而影响组合导航的服务性能。在已有的量测误差类型中,由于缓变误差最难被及时探测,因而被视为卫星导航服务过程中的一大隐患。为了降低缓变误差对卫星/惯性紧组合导航的影响、提升组合导航的服务性能,本文提出了一种基于接收机自主完好性外推（Autonomous Integrity Monitoring Extrapolation,AIME）的鲁棒卡尔曼滤波算法（AIME Based Robust Kalman Filter,ABRKF）。该算法利用AIME可以较快识别缓变误差的特性,有效的解决了鲁棒卡尔曼滤波（Robust Kalman Filter,RKF）对缓变误差不敏感的缺点。同时,通过设置鲁棒权重向量,ABRKF调整了滤波更新过程中的量测噪声,从而有效的减轻了缓变误差对组合导航系统影响。仿真结果证明:相比于RKF,本文提出的ABRKF算法可以有效抑制量测信息中的缓变误差,使紧组合导航的精度得到有效提升。

关键词：卫星/惯性紧组合导航缓变误差 AIME

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城市环境下GNSS三维射线追踪多径仿真与多径延迟分布

第十三届中国卫星导航年会

作者：黎绍乾杨溶战兴群上海交通大学航空航天学院上海交通大学航空行天学院

为抑制城市环境下的卫星导航多径误差,对多径信号的传播过程和多径延迟分布进行精准建模具有重大意义。针对城市环境下多径干扰严重、定位精度差、测试场景复杂等问题,本文以上海陆家嘴地区为仿真场景,开展了GNSS在城市环境下的多径信... 详细信息

为抑制城市环境下的卫星导航多径误差,对多径信号的传播过程和多径延迟分布进行精准建模具有重大意义。针对城市环境下多径干扰严重、定位精度差、测试场景复杂等问题,本文以上海陆家嘴地区为仿真场景,开展了GNSS在城市环境下的多径信号三维仿真与多径延迟分布研究。本研究基于高精度三维城市地图,构建高精度城市环境模型。并且使用三维射线追踪的方法,对信号直射与反射路径进行建模,计算多径信号的反射延迟。同时,本文对多径延迟、信号接收模式等信号特性进行时空上的分析,得出多径在城市环境下的分布情况。本研究完成了对陆家嘴浦东南路共1100米道路的多径信号仿真和高密度多径延迟分析,完成了城市环境下多径参数的模拟,其结果验证了多径仿真模型的有效性,能够为多径误差抑制算法提供仿真环境、数据对照和理论支撑。

关键词：多径仿真三维射线跟踪多径延迟分布陆家嘴

来源： cnki会议评论

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灰色粒子群自适应卫星钟差预报方法

哈尔滨工业大学学报 2018年第4期50卷 71-77页

作者：李源战兴群梅浩刘宝玉上海交通大学航空航天学院上海200240

高精度卫星钟差预报是当前接收机实时精密单点定位技术(Real-time precise point positioning,RT-PPP)亟需解决的关键技术难题之一.为找到一种基于小样本钟差序列的快速高精度卫星钟差预报方法,在分析常规GM(1,1)灰色模型(grey model)... 详细信息

高精度卫星钟差预报是当前接收机实时精密单点定位技术(Real-time precise point positioning,RT-PPP)亟需解决的关键技术难题之一.为找到一种基于小样本钟差序列的快速高精度卫星钟差预报方法,在分析常规GM(1,1)灰色模型(grey model)缺点的基础上对其进行了改进,提出了PGM(1,1)模型(particle swarm optimization-grey model)及其算法.该模型利用最新量测值进行初始化,然后通过引入遗忘因子的最小二乘法对新旧信息进行加权处理;再引入优化因子对模型系数进行调节,以归一化的平均相对误差作为精度检验标准,采用粒子群算法对其自适应寻优.最后选取了5颗钟差变化典型的GPS(global positioning system)卫星原子钟进行1 d内的精密钟差预报实验.结果表明,相对于常规GM(1,1)灰色模型和常规二次项拟合模型,所提出的模型及其算法预报精度有显著提升,其平均预报残差达到了亚纳秒级,且所需训练样本小.因此,该预报模型可以应用于卫星钟差快速精准预报.

关键词：卫星钟差预报灰色理论遗忘因子粒子群寻优自适应

2017年9月磁暴事件香港地区电离层闪烁特征分析

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2017年9月磁暴事件香港地区电离层闪烁特征分析

第十三届中国卫星导航年会

作者：苗熙睿王越杨溶战兴群上海交通大学

空间电离层闪烁引起的信号功率衰减和相位抖动会严重影响卫星导航系统的性能。幅度闪烁指数作为用于衡量电离层闪烁强度的常用指标,一般由具有电离层闪烁监测功能的50Hz或者更高频接收机输出,但是考虑到更为常见的测量测量接收机输出频... 详细信息

空间电离层闪烁引起的信号功率衰减和相位抖动会严重影响卫星导航系统的性能。幅度闪烁指数作为用于衡量电离层闪烁强度的常用指标,一般由具有电离层闪烁监测功能的50Hz或者更高频接收机输出,但是考虑到更为常见的测量测量接收机输出频率较低,最高仅有1Hz,无法提供用于计算S的同相和正交相采样数据I和Q,所以采用通过信号载噪比(C/N)计算S的方法。2017年9月6日发生了近十年以来太阳最强的爆发活动,对香港地区电离层扰动十分强烈,所以本研究选取了由香港卫星定位参考站网(SatRef)提供的香港沙田、T430等四个站点的数据对2017年9月1日到10日的GNSS信号进行分析。结果表明,由于接收机输出数据频率较低,GPS的L1、L2、L5频点信号和北斗的B1、B2频点信号的S普遍较小,大多数在0至0.3之间波动,但是通过相对幅度比较仍然可以看出在香港当地时间9月8日傍晚18时至21时存在电离层闪烁现象。剔除掉仰角较低(30°以下)的卫星,大多数较强的幅度闪烁位于卫星仰角30°至60°,方位角150°至240°的范围内,在一定程度上反映了不规则体的空间分布规律。

关键词：幅度闪烁指数（S4）信号载噪比（C/N0） GNSS多频信号电离层闪烁

来源： cnki会议评论

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城市道路GNSS脆弱性评估技术

哈尔滨工业大学学报 2017年第4期49卷 101-107页

作者：梅浩战兴群李源刘宝玉上海交通大学航空航天学院上海200240

全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)在交通领域应用广泛,其服务性能的可靠性受到交通用户日益增长的关注.但是,由于系统故障、电离层闪烁、多路径效应、电磁干扰等脆弱性因素的存在,GNSS存在固有脆弱性,它影响G... 详细信息

全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)在交通领域应用广泛,其服务性能的可靠性受到交通用户日益增长的关注.但是,由于系统故障、电离层闪烁、多路径效应、电磁干扰等脆弱性因素的存在,GNSS存在固有脆弱性,它影响GNSS的服务性能,甚至给用户带来巨大风险.当GNSS服务性能受到脆弱性因素干扰时,评估GNSS脆弱性,并且为用户提供及时的脆弱性告警,可以有效降低脆弱性因素对用户服务性能的影响.为评估不同城市道路环境下的GNSS脆弱性,在现有GNSS脆弱性评估算法的基础上,针对城市道路环境的特点,提出了相应的GNSS交通应用脆弱性评估指标;并采用基于信息熵权的数据融合算法,计算导航场景距正负理想场景的距离,实现了多个导航场景的脆弱性评估.路测实验表明,隧道、城市峡谷、林荫道和开阔路段的脆弱性依次降低,该方法所选取的脆弱性评估指标和采用的脆弱性评估算法可满足城市道路GNSS脆弱性评估需求.

关键词： GNSS 城市道路脆弱性评估熵权交通应用