利用全球定位系统 (GPS)接收到的秒脉冲 (1PPS), 对常见的二级频率源温补晶振 (TCXO)和相干布局囚禁 (CPT)原子钟驯服开展研究。设计了硬件锁相环的驯服方案, 利用时间数字转换器(TDC)测量本地分频 1PPS与 GPS接收机收到的 1PPS时间差, 实现本地信号相对 GPS时间信号的锁定。锁定之后, TCXO实现了万秒稳定度为 8.5 ′ 10-12, 驯服后 3.5×104 s的平均频率准确度提升至 5倍以上。此外, 深入研究了 CPT原子钟的噪声模型, 在 Matlab上对其进行仿真, 建立起频率白噪声和频率随机游走噪声在阿伦方差曲线上的对应关系, 对比了平均滤波和平均滤波+卡尔曼滤波 2种滤波测频方案对 CPT原子钟的驯服效果, 频率稳定度在 5×104 s时有一个数量级的提升。

采用升降轨时序干涉合成孔径雷达（InSAR）技术对金沙江某水电站库区边坡的滑坡形变进行识别和监测。研究结果与研究区历史滑坡地质调查划定的滑坡体范围和全球定位系统（GPS）监测成果相符，说明InSAR技术在山区水库边坡形变的监测中具有可靠性和实用性。其中新建滑坡体形变速率较大，最大年平均视线向形变速率可达198.90 mm/a。结合同时期GPS数据验证InSAR监测新建滑坡结果精度，得出两者沿视线向累积形变量差值的均方根误差为39.10 mm，最大差值位于XJ17点为56.65 mm。滑坡形变与日降水量及水库水位变化的相关性分析表明，新建滑坡体的形变呈周期性阶跃变化，在出现强降雨或水库水位的骤变后滑坡形变表现出滞后效应。该研究可为山区水库边坡形变监测工作及滑坡灾害预警提供新的高效的方法。

全球定位系统(GPS)广泛应用于导航、测量、应急通讯等领域，近年来对GPS卫星基带信号捕获跟踪过程的研究日益深入，为此对捕获和跟踪算法进行系统的总结和对比。根据数字中频信号与本地信号混频后的处理方式将捕获算法主要分为相干捕获、非相干捕获和差分相干捕获等，根据跟踪环路功能将跟踪算法分为载波跟踪和码环路跟踪，分别对捕获和跟踪算法进行对比; 归纳近几年捕获和跟踪的改进算法，分析其优缺点。最后展望捕获和跟踪算法的发展趋势。

该文提出了基于平方根容积卡尔曼滤波和初始姿态估计的捷联惯导/全球定位系统组合在线对准法。构建平方根容积卡尔曼滤波器来对初始姿态估计的非线性量测模型进行滤波，估计代表初始姿态转换矩阵的罗德里格参数，并以此求出当前时刻的姿态转换矩阵，从而求出当前时刻准确的姿态。该文分别对制导**系统和车载系统进行了半实物仿真。仿真结果表明，此方法可在25 s左右完成在线对准。其中短距离制导**仿真结果航向角及俯仰角误差在0.1°内，横滚角误差在0.3°内；低成本车载导航系统仿真结果航向角误差在0.2°内，俯仰角及横滚角误差在1°内，可满足制导**及低成本民用车辆的对准需求。

为提高全球定位系统(GPS)软件接收机的精捕获速度和精度,提出了一种改进正交搜索优化的GPS信号精捕获方法。首先,利用GPS信号相关捕获结果去除码相位,并构建备选函数集;然后,基于信号级数分解理论,采用正交搜索实现信号精捕获,并改进了正交搜索方法,采用迭代搜索策略提高捕获速度。理论分析和实验结果表明,该方法具有较高的GPS信号精捕获频率估计精度,且精捕获收敛速度很快,能够有效降低GPS设备的资源消耗。

目前国内出现了一种新型云轨, 云轨有着造价低、能耗小以及施工周期较短等优点。然而云轨的各项指标要求很高, 其中轨道定位尤为重要。为了实现了云轨检测的精确定位, 本文设计了一种新型轨道检测车, 并开发了基于双层双向长短期记忆模型(LSTM)的云轨SIN-GPS定位算法。首先, 介绍了轨道检测车的机械结构和各项传感器参数。接着, 分析了传统的SIN-GPS定位算法及其缺点, 在GPS信号消失后会出现误差积累。然后, 引出双层双向长短期记忆模型, 说明了该模型对GPS信号消失时的误差动态学习和补偿。最后, 通过3组实验分析算法在云轨检测车的不同运动状态下的准确率。证明了长短期记忆模型均优于传统算法模型和其他智能算法模型。实验结果表明: 在运动状态下LSTM算法比SINS误差小79.8%, 静止状态下SINS误差最小。设定速度阈值为0.2 m/s, 大于此阈值采用LSTM算法, 小于此阈值直接用SINS的数据, 可以得到最准确的位置预测结果。

针对自主无人水下潜航器在执行任务时面临导航手段少、传统航位推算存在定位误差漂移、单一导航方式不足以满足执行水下精确任务的要求等问题, 提出了一种基于超短基线水声定位系统、全球卫星定位系统和磁罗盘等传感器组合导航的方法, 并对其中涉及的坐标转换进行了详细说明。利用卡尔曼滤波对潜航器的位置进行估计, 以获取控制和导航所需的位置信息及速度信息, 不存在定位漂移问题, 导航定位精度优于10 m, 满足自主无人潜航器在水下长时间执行任务的要求。该方法在自主无人水下潜航器上进行了试验验证。

研究了弱信号条件下GPS软件接收机的C/A码的快速捕获问题。提出了一种高灵敏度快速捕获新算法，该方法首先采用平均相关技术降低C/A码的自相关损耗，基于载频误差补偿技术减小C/A码累积误差；然后利用叠加相关方法降低相干累积运算的复杂度，通过循环移位减小频率步进搜索的时间消耗。实验结果表明，该算法能够实现微弱GPS信号捕获，且运算量适中，捕获概率较高。

如何提高卫星导航定位P码的捕获速度和精度是军用接收技术研究的热点问题之一。在GPS P码扩展复制重叠(XFAST)捕获算法和均值捕获算法的基础上, 提出一种基于时频融合的捕获算法, 通过对本地序列进行XFAST处理, 在不影响相关度的基础上扩大搜索范围,并对处理后的本地序列和接收序列进行均值处理, 相当于减少之后相关的码元个数, 也即减少了运算量, 从而达到提高捕获速度的目的。对所提算法的可行性进行了分析, 给出了算法的具体处理过程, 仿真实验验证了该方法的有效性。

目前GPS已经用于许多重要场合，而欺骗攻击可导致其无法正常运行。欺骗干扰对民用GNSS系统造成严重威胁，因此必须提出对欺骗信号进行检测和抑制的方法。首先介绍了一种使用空间滤波(调零)剔除无用信号的方法, 并分析了该方法在欺骗条件下的性能；然后研究了对欺骗信号以及噪声信号的抑制，提出了一种采用梯度下降优化阵列权重矢量的方法，仿真表明该优化显著增大了欺骗信号的衰减，随着C/N0的增大，衰减接近-60 dB，而未优化时衰减值只有-30 dB，从而在DOA上限制了信号进入阵列。最后分析了调零技术对卫星真实信号可用性的影响，结果表明, 如果卫星在信噪比降低12 dB的情况下还可用的话，则所有卫星都不会受影响。