作者单位
摘要
1 武汉华中天纬测控有限公司, 湖北 武汉 430223
2 国家电网有限公司, 北京 100031
3 国网智能电网研究院有限公司, 北京 102209
全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)时间传递技术以其低成本、高精度、广覆盖范围等特点, 广泛应用到高精度时频领域。传统卫星共视技术利用全球卫星导航时间比对标准(Common GNSS Generic Time Transfer Standard, CGGTTS)共视文件实现事后高精度时间传递, 很难实现实时时间传递。为满足数字换流站、电力物联网、移动通信等对实时、高精度时间传递的需求, 研究了基于北斗三号全球卫星导航定位系统(BDS-3)伪距观测数据的实时卫星共视技术, 开展了短基线和西安-三亚长基线北斗实时卫星共视时间传递实验来评估实时共视时间传递性能。实验结果表明北斗实时卫星共视时间传递精度优于1 ns, 可为时频系统、数字换流站等应用领域提供纳秒级时间同步和纳秒级时间溯源服务。
全球导航卫星系统 实时卫星共视 全球卫星导航时间比对标准 时间传递 纳秒级 GNSS real-time satellite common-view CGGTTS time transfer nanosecond 
光学与光电技术
2023, 21(6): 0098
作者单位
摘要
中国工程物理研究院电子工程研究所, 四川绵阳 621999
在某些高动态弱信号场景中, 载波相位难以锁定。为实现对高动态弱全球导航卫星系统(GNSS)信号的跟踪, 考虑锁频环较锁相环更为鲁棒, 提出了一种基于锁频环(FLL)+差分解调的算法, 实现对 GNSS信号的跟踪和解调。该算法采用二阶 FLL实现对卫星信号的频率进行跟踪, 差分解调算法实现对比特数据的解调。工程应用上, 算法采用现场可编程门阵列和数字信号处理器(FPGA+DSP)的架构实现, 在 FPGA中实现信号的跟踪信号的前处理, 在 DSP中实现跟踪环路算法、位同步和差分解调。本文在 Matlab平台中实现算法的仿真, 通过模拟器平台和对天接收真实的 GNSS信号对算法进行验证。仿真结果与实验结果表明, 该算法在高动态弱信号条件下能实现对卫星信号的稳定跟踪和数据的解调, 克服了锁相环难以锁定导致数据无法解调的难题, 最终实现 GNSS信号在该条件下的位置、速度和时间(PVT)解算。
高动态弱 GNSS信号 二阶 FLL 比特同步 差分解调 现场可编程门阵列和数字信号处理器(FPGA+DSP) high dynamic and weak Global Navigation Satellite the second order Frequency Locked Loop(FLL) bit synchronization differential demodulation Field Programmable Gate Array+Digital Signal Proce 
太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(11): 1318
作者单位
摘要
东南大学 仪器科学与工程学院,江苏 南京 210096
重力矢量测量包含重力方向信息(即垂线偏差),对确定大地水准面具有重要意义。为了获得海洋重力扰动矢量的水平分量,该文提出了一种基于捷联惯导系统/全球导航卫星系统(SINS/GNSS)组合系统确定海洋重力扰动矢量水平分量的两步法。首先,利用捷联惯导算法和卡尔曼滤波用于加速度计偏差和姿态误差角的估计和补偿。然后,基于精确估计的加速度计偏差和姿态角误差,给出了重力扰动矢量水平分量的计算方程。将重力扰动矢量水平分量的模型用二阶马尔可夫随机过程描述,将其与加速度计的偏差分离,用正向-平滑卡尔曼滤波精确估计重力扰动的水平分量。船载试验数据离线计算表明,海洋重力扰动矢量水平分量的内符合精度优于2 mGal(1 Gal=1 cm/s2)。
重力扰动矢量 SINS/GNSS组合系统 马尔可夫随机过程 正向-平滑卡尔曼滤波 gravity disturbance vector SINS/GNSS combined system Markov stochastic process forward-smoothing Kalman filter 
压电与声光
2023, 45(6): 855
闫皓月 1董岚 1,2,*王铜 1,2马娜 1,2[ ... ]何振强 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院 高能物理研究所,北京 100049
2 散裂中子源科学中心,广东 东莞 523803
随着粒子加速器对束流的精确控制要求越来越高,对工程控制网的设计与测量提出了更高的要求,详细介绍了高能同步辐射光源(HEPS)工程测量首级地面控制网的布设及测量方案。地面控制网永久点标志布设于粒子加速器建筑隧道内,通过垂直通视孔与架设在线站大厅顶面的仪器铅锤对中,并形成平面互相通视的观测条件,实现了平面测站和坐标的联系传递;高程方向采用水平通视孔及门窗通视的方式实现水准测站和高程坐标的联系传递。由此构成了立体化通视与观测结构,这在国内同步辐射光源建设中有独特之处,有力保证了加速器轨道的精确控制。平面控制网分别采用GNSS控制网和全站仪边角网测量的方案,高程控制网采用室内隧道地面和室外地面水准测量的方案。在加速器隧道设备安装前进行了两次地面控制网测量,数据处理采用平面+高程的模式平差。经过不同测量方案的对比来验证测量过程的正确性,同时对比两次控制网的测量结果来验证可靠性。平均点位标准偏差为2 mm,反映测量成果的精确可靠,满足后续二级隧道控制网测量及设备安装准直需要。HEPS对永久控制点的稳定性提出了很高的要求,通过优化设计和特殊施工,在狭窄隧道空间内成功建设了超高、超细、高稳定的基岩隔空桩,为储存环构成了稳固的三维永久控制点,为长期监测束流轨道的稳定性提供了基准,为后续同步辐射光源建设提供了借鉴。
控制网 GNSS测量 水准网 投影变形 控制网平差 control network GNSS survey leveling net projection deformation control net adjustment 
强激光与粒子束
2023, 35(11): 114003
作者单位
摘要
上海交通大学 电子信息与电气工程学院, 上海 200240
为提高车载组合导航系统的导航精度和可靠性, 在全球导航卫星系统(GNSS)信号正常工作的情况下, 该文建立了一种双天线GNSS/微惯性测量单元(MIMU)/轮速里程计(OD)组合导航模型, 实现了对MIMU和OD传感器误差特性的在线估计。在GNSS信号短期失锁的情况下, 基于双OD轮速比例修正(WRC)算法建立了MIMU/双OD组合导航模型。车载实验结果表明, 与无WRC组合模型相比, 该文设计的组合导航模型在120 s的GNSS信号失锁路段, 最大定位误差减小了63.9%, 定位误差标准差减小了80.1%; 在200 s时GNSS信号频繁中断路段, 最大位置误差为0.55 m。验证了所建立的导航模型和算法在复杂路况下工作的有效性。
车载组合导航 双天线GNSS 轮速比例修正 双里程计 微惯性测量单元(MIMU) vehicle integrated navigation dual-antenna GNSS wheel speed ratio correction dual odometer miniature inertial measurement unit (MIMU) 
压电与声光
2023, 45(2): 213
王诗博 1,2,*李颖 1,2秦凌宇 1,2
作者单位
摘要
1 大连海事大学 航海学院,辽宁大连6026
2 大连海事大学 环境信息研究所,辽宁大连11606
为了实现海面有效波高的探测,本文利用全球导航卫星系统反射信号(Global Navigation Satellite System Reflection,GNSS-R)提出了一种利用延迟多普勒图像进行信噪比计算的有效波高反演方法。相比传统雷达等主动探测,GNSS-R是利用卫星信号前向散射的被动观测,无需发射机,具有信号源多、功耗小、成本低、重量轻等优势,便于在星载、机载以及船载平台上进行搭建。由于海面波高的不同,接收机接收到的反射信号也不同。通过对反射信号的分析,可以得到不同反射面的物理特征信息,从而反演出我们所需的海面波高信息。本文通过反射信号生成延迟多普勒图像,并给出相应的信噪比定义,从而获得有效波高。为验证本文提出算法的可行性,本文进行了船载有效波高反演试验,并和传统利用干涉复数场(Interference Complex Field,ICF)进行反演的估算方法进行了性能对比和验证。结果表明,所提算法的均方根误差为0.098 m,R2值为77%,相关系数为0.82,均优于ICF方法,且与测波雷达的有效波高真值数据表现出更好的一致性,提升了基于GNSS-R技术进行有效波高估算的精度,能够为船舶航行的海况信息感知提供服务。
GNSS-R海洋遥感 有效波高 信噪比 延迟多普勒图像 GNSS-R marine remote sensing significant wave height signal-to-noise ratio delay-Doppler map 
光学 精密工程
2022, 30(8): 1011
作者单位
摘要
国防科技大学电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室,湖南长沙410073
基于全球导航定位系统(GNSS)的无源雷达是当前研究的热点。在基于距离和的定位方法中,GNSS 自身的时间同步误差和定位误差会降低定位精确度,考虑这些误差并结合全球四大GNSS 的信号特性和参数测量能力,推导了三维空间多发多收距离和定位精确度表达式以及克拉美罗下界(CRLB)。选取不同卫星和接收站数量进行了仿真分析,揭示了卫星数量、接收站数量与定位精度之间的关系。当忽略卫星位置误差时,接收站数量增长带来的定位精确度增长百分比对于任意辐射源数量为定值;若卫星位置误差增大,增加接收站数量对于定位精确度的改善程度会降低。所得结论可以为基于GNSS 的无源雷达辐射源选取与接收站布站提供理论参考。
无源雷达 全球导航定位系统 目标定位 精确度分析 passive radar GNSS target localization accuracy analysis 
太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(2): 97
作者单位
摘要
东南大学 仪器科学与工程学院,江苏 南京 210096
为了提高旋转全球卫星导航系统(GNSS)短基线双天线/微惯性测量单元(MIMU)组合系统的定向精度,该文构建了其紧组合系统。紧组合算法将GNSS的伪距、伪距率和载波相位作为旋转GNSS双天线/MIMU组合系统的观测量,用扩展卡尔曼滤波进行估计,估计得到的状态量对系统进行闭环反馈,最后得到组合系统的定向结果。对旋转GNSS双天线/MIMU组合导航系统的船载试验数据进行了紧组合离线解算,结果表明,当GNSS基线为0.3 m时,组合系统的航向误差小于1°,俯仰角和横滚角误差小于0.1°。
全球卫星导航系统(GNSS) 双天线 紧组合 旋转定向 短基线 GNSS dual-antenna tight integrated rotational orientation short baseline 
压电与声光
2022, 44(1): 166
作者单位
摘要
南京工程学院,南京 211000
为充分考虑历史信息对未来导航结果的影响,并充分利用更深层次的组合导航信息进行信息融合,提出了一种基于图优化的INS/GNSS深组合导航方法。通过将量测信息和状态传播作为约束信息,在时间域上构建优化代价函数,利用列文伯格-马夸尔特法求解状态的最优估计。通过INS/GPS深组合导航系统仿真实验对该方法进行了评估和分析,仿真实验结果表明,所提算法与常规卡尔曼滤波方法相比,三轴方向的位置误差均值分别减少了38.5%,21.0%和30.9%,速度误差均值分别减少了31.4%,52.8%和57.3%,所提算法能有效提高定位精度。
卫星导航 组合导航 图优化 惯性导航系统 全球卫星导航系统 satellite navigation integrated navigation graph optimization INS GNSS 
电光与控制
2022, 29(1): 18
作者单位
摘要
1 中国人民解放军92728部队, 上海 200436
2 华中光电技术研究所-武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430223
机载INS/GNSS深组合导航系统能够有效提升载机的导航定位精度和可靠性,近年来获得了广泛关注。在介绍INS/GNSS标量深组合以及矢量深组合概念和系统结构的基础上,重点对比分析了当前国内外机载INS/GNSS深组合导航系统的发展现状,并对国内相关技术的应用和发展进行了展望。
INS/GNSS深组合 导航定位 机载 高动态 抗干扰 INS/GNSS deep integrated navigation system navigation and positioning airborne high dynamic anti-jamming 
光学与光电技术
2021, 19(6): 88

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