惯导辅助的基于GPS的航向姿态参考系统的设计与实现

描述了一种惯导辅助的基于GPS的航向姿态参考系统的设计与实现,主要工作包括两个方面:第一,采用最小二乘方法和乔里斯基分解,基于基线长度约束设计并实现了实时的GPS定姿系统;第二,采用低成本的光纤陀螺辅助CPS定姿系统,提出了基于姿态角约束的多分辨率方法,用于在GPS定姿失败的情况下,正确求解载体姿态。该系统经过船载航行实验,证明完全能够达到实时计算,在基线长度为3 m的条件下,航向角精度优于0.1°。     

INS/GPS组合导航系统的数据同步技术研究

指出在组合导航系统进行有效的信息融合之前，对来自不同导航传感器的数据进行同步化处理是非常重要的前提。对INS(惯性导航系统)和GPS构成的组合系统中的数据同步技术进行研究，提出了一种以GPS接收机输出的1PPS(每秒一个脉冲)作为参考时标，软硬件相结合的实时数据同步方法。实验结果表明：该方法能保证数据在融合点上准确同步。     

The backward group preserving scheme for multi-dimensional nonhomogeneous and nonlinear backward wave problems

In this study, we utilize a backward group preserving scheme (BGPS) to cope with the nonhomogeneous as well as nonlinear backward wave problems (BWPs). Because the solution does not continuously count on the given information, the BWP is well-known to be seriously ill-posed. When six numerical instances are examined, we reveal that the BGPS is capable of tackling the nonhomogeneous and nonlinear BWPs. Besides, the BGPS is also robust enough against the perturbation even with the boisterous final data, of which the numerical results are rather accurate, effective and stable.     

旋转状态下的GPS信号跟踪性能

对于旋转载体采用圆柱共形微带天线更易实现对GPS信号稳定和连续的接收,然而接收得到的信号含有载体旋转引入的调制效应,对接收机跟踪环路提出了较高的要求。在考虑圆柱共形微带天线相位中心偏移的基础上,分析了载体旋转对GPS载波相位和频率的影响,研究了旋转状态下接收机跟踪环路的性能。仿真结果表明：为了减少旋转引入的动态应力误差,保持对GPS载波相位的稳定跟踪,必须相应的增大接收机跟踪环路的带宽,且旋转状态下二阶环路的跟踪性能要好于三阶环路。     

GPS动态定位的可靠性及精度分析

动态环境中的ＧＰＳ接收机，其伪距观测量常含有各种粗差，不同高度角的可见卫星，其伪距观测量的精度差异很大，为此，本文从可靠性与精度两个方面，分析、研究了ＧＰＳ动态定位的性能。     

武汉GPS台网观测的电离层不规则结构漂移

利用2004年11月上旬强磁暴期间电离层总电子含量（QTEC）和电波闪烁武汉GPS监测台网的观测数据,采用小波去噪和互相关技术,计算了电离层不规则结构的视在纬圈漂移速度.结果表明,在11月10日夜间,各种尺度不规则结构的存在使L-波段闪烁活动与QTEC起伏均显著增强,振幅闪烁指数（S4）最大达到1.0.根据观测台网实测的QTEC变化率（RT）,得到引起闪烁和QTEC起伏的不规则结构沿纬圈向西漂移,漂移速度从午夜前（21：30 BST）的约130 m/s下降到午夜后（02：30 BST）的40 m/s左右.该研究为电离层不规则结构纬向漂移速度的测量提供了一种可行的方法.     

GPS RTK技术用于滑坡动态实时变形监测的研究

为了研究GPS RTK技术用于滑坡动态变形监测的精度和可靠性,本文结合某类滑坡的大型物理模型试验,在滑坡体上布设了若干监测点,并用GPS RTK技术、全站仪三维测量技术和GPS单历元定位技术实时跟踪监测了该滑坡在自然状态下从稳定到产生破坏的全部过程。通过对监测数据的处理和分析,获得了RTK技术用于滑坡变形监测的可靠性和精度等技术参数,即在基准站和流动站同步观测到的卫星数在7颗以上且RTK系统的数据链能够正常工作的情况下,RTK测量的平面和高程精度就能分别控制在15mm和20mm以内。研究结果表明,RTK技术在一定条件下完全可用于滑坡灾害的动态实时变形监测。     

附加运动约束提高GPS/INS导航参数估计精度

针对GPS/INS组合数据融合处理中存在的仅利用GPS观测信息不能准确估计全部状态参数的问题,提出了将不同运动环境或运动条件下部分参数满足一些特定的条件作为虚拟观测输入滤波器,形成附加运动约束的GPS/INS组合模式的新思路,其关键是如何对附加的运动信息建立准确的函数模型和合理定权。以倍受人们关注的GPS卫星不足4颗时,附加速度高程约束的GPS/INS紧组合模式为例,详细介绍新算法的实施过程。结果表明,新算法能有效提高GPS部分中断情况下的组合系统的导航精度。     

MINS/GPS一体化紧组合导航系统

采用基于MEMS技术的低成本IMU和GPS作为传感器,以DSP和FPGA分别作为计算和通信器件,实现一体化紧凑型的紧组合导航系统.除去外接天线,整个导航系统尺寸为12cm x 12 crx11.6 cm.算法方面,采用扩展卡尔曼滤波器,以伪距、伪距率误差作为观测量进行实时滤波估算导航系统的状态量,进而修正系统误差.采用双子样优化的圆锥效应和划船效应补偿算法,实现100Hz的导航数据输出.通过静态和跑车实验验证,该系统的静态水平定位误差为0.2 m(CEP),动态水平定位误差优于10m(CEP),俯仰角和横滚角误差为0.3°,航向角误差为0.5°.     

Finite Element Modelling of Moored Vessels

In this paper, we develop a new finite element model for a cable suspended in water. Global existence and uniqueness of solutions of the truncated system is shown for a slightly simplified equation describing the motion of a cable with negligible added mass and supported by fixed end-points. Based on this, along with well known results on local existence and uniqueness of solutions for symmetrizable hyperbolic systems, we conjecture a global result for the initial-boundary value problem. The FEM model for the cable is assembled to give a model of a multi-cable mooring system, which, in turn, is coupled to a rigid body model of the floating vessel. The result is a coupled dynamical model of a moored vessel, which can be applied to applications such as turret-based moored ships, or tension leg platforms.