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加速PPP/INS紧组合模糊度重新收敛的新算法研究
  • 项目名称:加速PPP/INS紧组合模糊度重新收敛的新算法研究
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:41174031
  • 申请代码:D040103
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2012-01-01-2015-12-31
  • 项目负责人:柴艳菊
  • 负责人职称:副研究员
  • 依托单位:中国科学院测量与地球物理研究所
  • 批准年度:2011
中文摘要:

PPP/INS组合导航不需要布设地面参考站,具有实施灵活、成本低、作业范围广等优势,代表了精密组合导航技术发展的方向。由于GPS中断不可避免,模糊度的重新快速收敛是这一技术实施的关键。由于GPS中断后,流动站准确的位置信息难以获取,而位置 参数与模糊度参数是相关的,这一问题依靠单独的动态PPP技术难以实现。根据PPP/INS紧组合系统的特点,本项目提出一种新的思路,首先根据参数变化特点,将其分为快变化参数和慢变化参数。对于快变化参数(导航参数),利用doppler精确的测速结果内插GPS中断过程中各时刻的位置和速度,和INS进行松组合,抑制INS导航误差的积累,为模糊度的重新收敛提供比较准确的位置、速度、姿态信息;对慢变化参数,通过对其附加约束,加速模糊度的收敛。本项研究对拓展GPS/INS组合导航系统的应用领域具有重要的理论意义和实用价值。

结论摘要:

PPP/INS组合系统不需要布设参考站就可以获取载体的精密定位定姿信息,实施灵活、成本低,作业范围广,在航空、海洋等领域具有广阔的应用前景。但是PPP/INS组合系统存在的主要问题是GNSS中断再跟踪后,PPP模糊度重新收敛需要的时间比较长,常用的DGPS/INS桥接平滑技术不适用。项目组近年来对doppler观测信息做了深入研究,由于doppler观测不存在模糊度问题且可以获得瞬时高精度速度信息,提出将doppler观测信息用在PPP质量控制、定位及PPP/INS组合模型中。已全面完成预定计划,取得了比较好的效果。在PPP定位方面,研究了非差非组合处理模式,不仅克服组合观测噪声放大的不利条件,而且可以获得电离层、对流层等副产品信息;提出利用doppler观测辅助动态PPP周跳探测及加速模糊度重新初始化,关键是对doppler观测的精度配置合理;在PPP/INS组合系统方面,提出利用doppler测速桥接PPP中断过程中位置、速度,再和INS组合,降低整个系统的导航误差。为了克服单天线GNSS/INS姿态精度评估不合理的问题,项目组开展了多天线GNSS/INS组合系统的研究,关键是多个天线基线解算必须达到mm级。提出附加宽巷基线分量约束的动态参考站短基线解算方案,不仅提高近似坐标的精度,而且改善单历元定位结构病态问题。多天线定姿精度为航向角0.1度,俯仰角0.2度,横滚角0.5度。本项目研究对开展航空、远海等精密定位定姿方面的应用提供条件。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 16
  • 3
  • 0
  • 0
  • 3
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