舆论纲要：北斗二代/GPS兼容接受机导航数据处置本领接洽

跟着航天本领、通讯本领、计划机本领的迅猛兴盛，卫星导航体例的兴盛也蒸蒸日上，在科学接洽、人民财经与国防树立等上面爆发了极大的财经效率和社会效率，对人们生存的各个上面起到了越来越要害的效率。卫星导航体例的树立仍旧飞腾变成一种要害的国度策略题目。暂时，我国正在主动树立具备自决常识产权的寰球导航卫星体例（GNSS）——北斗卫星导航体例(COMPASS)。发展GPS和COMPASS兼容接受机导航数据处置要害本领的接洽，可为我国卫星导航财产化兴盛供给本领参考和贮存，符合我国卫星导航工作的兴盛诉求。正文从COMPASS和GPS兼容导航接受机导航软硬件研制观点动身，对导航数据处置所波及的少许要害本领举行了深刻接洽，其重要实质囊括导航定位和精度因子计划的赶快求解本领、Kalman滤波本领、星座采用以及接受机自决完备性监测本领等，开拓了课题后台所诉求的导航软硬件，并在课题组所开拓的COMPASS/GPS双模兼容导航接受机道理原型机长进行了尝试考查，所赢得的截止满意了名目工作书的诉求。简直说来，舆论的革新性处事及重要功效如次。1. 运用求解矩阵的对称正定性，提出了一种鉴于矩阵UTDU领会的定位求解和精度因子计划本领。矫正本领具备庄重的数学表面普通，保护了本领的精确性和灵验性。数值领会截止表白，对立径直求逆的保守本领而言，在定位解算时，该本领能贬低约60%的演算量，而在精度因子计划中，能贬低约36%的演算量。且矫正本领能大大贬低求解矩阵的前提数，普及了求解的数值宁静性。2. 为了灵验贬低鉴于Kalman滤波本领的导航定位求解演算量，提出了一种以单个卫星为基础滤波单位、鉴于序贯处置的扩充Kalman滤波（EKF）本领——单星序贯扩充Kalman滤波（S3EKF）本领。试验截止表白，新本领的导航定位精度不劣于惯例的鉴于集选取处置的EKF本领；在看来卫星数较多时，S3EKF法对立惯例EKF法而言，能赢得演算量的灵验革新，比方，当看来卫星数在15颗及之上时，演算量的革新胜过50%，且演算量的贬低量随看来卫星数的减少而减少；而且，S3EKF法能在看来卫星爆发变革时保护求解的普遍性和宁静性，利于于本质工程运用。3. 在深刻领会星座好多构造与好多精度因子（GDOP）联系的普通上，提出了一种新的用来多星座卫星导航体例的赶快选星本领——好多构造选星法。该本领以满意定位诉求为基础，以卫星仰角和方位角为参考、以卫星在星座中平均散布为规则、统筹商量星座GDOP值和测距缺点对导航定位精度感化的普通上去举行安排。试验截止表白，该本领能在不胜过3次GDOP求解的景象下、以不小于0.98的几率赢得GDOP≤6的诉求，其演算量最大值也不会胜过最优GDOP选星法计划量的0.5%，是一种可举行及时求解的选星本领。4. 从一个新的观点将选星题目刻画为：从一切看来星当选出规定命手段卫星使其GDOP最小。如许，就将选星题目变化成了一个以GDOP为目的因变量的拉拢优化题目，不妨沿用遗传算法的优化探求功效实行选星。所以，正文就提出了遗传选星法的观念，安排了相映的源代码计划和符合度因变量，给出了其构造过程。对准选星求解时诉求维持个别中1基因（或0基因）的数量为常数的特性，提出了两种新的穿插算子，即变异穿插和保“1”映照穿插，同声，安排了双基因“01”对立变异办法。仿真试验截止表白，遗传选星法计划量不到最优GDOP选星法的0.5%，在双体例选8星情景下，平衡每个选星功夫约为13次GDOP求解演算量，到达了赶快选星的手段。与好多构造选星法比拟，其计划量稍多但可赢得更小的星座GDOP值。固然，好多构造选星法和遗传选星法的计划量均远小于最优GDOP选星法的计划量，而所赢得的GDOP值均能满意导航定位诉求，且选星数统筹了接受机自决完备性监测的须要，利于于多星座前提下的工程运用。5. 从表面上推导了鉴于双星妨碍前提下的接受机自决完备性监测（RAIM）中的两个数学联系，为鉴于双星以至多星妨碍前提下的RAIM本领供给了表面维持。6. 以一种逆向思想来处置RAIM中的妨碍废除题目，在此普通上提出了新的鉴于多星妨碍废除的RAIM本领——随机探求法。新的RAIM本领跳出了保守的“妨碍辨别-废除妨碍星-获得无端障星座”思想办法，径直以赢得无端障星座为动身点来举行算法安排，安排中运用了妨碍检验和测定比妨碍废除大略、妨碍检验和测定率比妨碍废除率高的特性。仿真试验表白，所提出的随机探求法能有功效于卫星导航定位体例中的单星、多星妨碍废除，且妨碍废除率高，鲁棒性好，灵验处置了多星座共同导航前提下须要统筹多星妨碍废除的题目。