《電子技術(shù)應(yīng)用》
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不穩(wěn)定氣流影響下多衛(wèi)星抗干擾混合定位方法的研究
電子技術(shù)應(yīng)用
俞家融1,沈超1,,劉星曄1,,林俊杰1,,楊靜泊1,,徐曉偉1,,鄭越峰2
1.國網(wǎng)江蘇省電力有限公司無錫供電分公司,; 2.國網(wǎng)思極位置服務(wù)有限公司
摘要: 不穩(wěn)定的氣流會導(dǎo)致信號傳播路徑的扭曲和延遲變化,,從而導(dǎo)致接收到的衛(wèi)星信號的延遲和失真。這將導(dǎo)致定位系統(tǒng)的測距和尋向誤差增大,,影響定位結(jié)果的精度和準(zhǔn)確性,。因此,提出了一種新型的在不穩(wěn)定氣流影響下的多衛(wèi)星抗干擾混合定位方法,。對高空不穩(wěn)定湍流數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,,快速驗(yàn)證湍流數(shù)據(jù)的真實(shí)性?;趧恿渴睾愣蓸?gòu)建流場描述方程。通過運(yùn)用載波相位觀測和衛(wèi)星天線相位中心坐標(biāo)建立多衛(wèi)星運(yùn)動方程,并構(gòu)建抗干擾混合定位模型,。引入全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)技術(shù),,利用多顆衛(wèi)星的信號來計(jì)算接收器的位置、速度和時間,,從而解決多衛(wèi)星混合抗干擾模型,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對于靜態(tài)目標(biāo),,該研究方法在目標(biāo)方向N(北),、S(南)和E(東)的定位偏差較小,;采用近地衛(wèi)星,、中等高度衛(wèi)星和地球同步衛(wèi)星混合定位時,定位誤差的均方值始終低于0.002 cm,。對于動態(tài)目標(biāo),,該方法不受雜波干擾,能夠穩(wěn)定地定位目標(biāo),。此外,,所提出的方法具有更低的定位延遲和更高的定位效率。
中圖分類號:TN96 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.245424
中文引用格式: 俞家融,,沈超,,劉星曄,等. 不穩(wěn)定氣流影響下多衛(wèi)星抗干擾混合定位方法的研究[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用,,2024,,50(12):117-124.
英文引用格式: Yu Jiarong,Shen Chao,,Liu Xingye,,et al. Research on multi-satellite anti-interference hybrid positioning method under the influence of unstable airflow[J]. Application of Electronic Technique,2024,,50(12):117-124.
Research on multi-satellite anti-interference hybrid positioning method under the influence of unstable airflow
Yu Jiarong1,,Shen Chao1,Liu Xingye1,,Lin Junjie1,,Yang Jingbo1,Xu Xiaowei1,,Zheng Yuefeng2
1.State Grid Wuxi Power Supply Company,; 2.State Grid Siji Location Service Co., Ltd ,,
Abstract: The unsteady airflow will cause the distortion and delay change of the signal propagation path, resulting in the delay and distortion of the received satellite signal. This will lead to increased ranging and direction finding errors in the positioning system, which will affect the precision and accuracy of the positioning results. Therefore, a new multi-satellite anti-interference hybrid positioning method under the influence of unstable airflow is studied. Preprocess the unstable turbulence data at high altitude, and verify the turbulence data authenticity quickly. The flow field description equation is constructed based on the momentum conservation theorem. The multi-satellite motion equation is established by using the carrier phase observations and satellite antenna phase center coordinates, and the anti-interference hybrid positioning model is constructed. Global Navigation Satellite System (GNSS) technology is introduced to solve the multi-satellite hybrid anti-interference model by using the signals of multiple satellites to calculate the receiver's position, speed and time. The experimental results show that, for static targets, the research method has a small deviation in the positioning of the target N, S and E. When using the mixed positioning of near-earth satellite, medium altitude satellite and geosynchronous satellite, the mean square value of positioning error is always lower than 0.002 cm. For the dynamic target, the method is not disturbed by clutter, and the target is stably located. Moreover, the proposed method has lower localization delay and higher localization efficiency.
Key words : unstable air flow,;satellite hybrid positioning,;data verification;turbulence equation,;multi-satellite motion equation

引言

衛(wèi)星定位技術(shù)已成為現(xiàn)代社會不可或缺的一部分[1],,一些學(xué)者還使用知識圖譜[2]來研究衛(wèi)星故障診斷和信息分析。衛(wèi)星定位技術(shù)的研究起源于20世紀(jì)60年代美國軍方的GPS系統(tǒng),。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用,,衛(wèi)星定位技術(shù)也得到了快速發(fā)展。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可以幫助人們更輕松地旅行,,減少交通領(lǐng)域的交通擁堵和事故率,。衛(wèi)星定位技術(shù)可以幫助農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的農(nóng)民進(jìn)行精準(zhǔn)施肥、定向噴灑,、提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量,。衛(wèi)星定位技術(shù)可以幫助氣象預(yù)報員更準(zhǔn)確地預(yù)測天氣狀況,提高氣象領(lǐng)域的災(zāi)害預(yù)警和應(yīng)對能力,。衛(wèi)星定位技術(shù)可以幫助礦產(chǎn)資源的勘探和利用,,提高資源勘探領(lǐng)域的資源利用效率。

國內(nèi)外對衛(wèi)星定位技術(shù)的研究取得了很大進(jìn)展,。中國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星系統(tǒng)已開始為全球提供服務(wù),,其精度和穩(wěn)定性都有了很大提高。國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)也在加強(qiáng)衛(wèi)星定位技術(shù)的研究,,例如利用多普勒效應(yīng)提高衛(wèi)星定位精度[3],。GPS系統(tǒng)一直是國外衛(wèi)星定位技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者。美國政府也在不斷更新和升級GPS系統(tǒng),,以提高其精度和可靠性,。同時,歐洲,、俄羅斯等國家也在積極發(fā)展自己的衛(wèi)星定位系統(tǒng),,以滿足自己的需求。目前,,國內(nèi)研究人員在衛(wèi)星定位方面取得了一些典型的研究成果,。例如,Zhao等人[4]提出了一種基于北斗三號導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星定位技術(shù),。得出的結(jié)論是,,采集算法采用了基于北斗三號系統(tǒng)傳輸鏈路接收閾值理論分析的四次非相參累積,可以使獲取靈敏度達(dá)到-130 dBm,,并實(shí)現(xiàn)定位時間少于5 min的綜合最優(yōu)結(jié)果,。然后,以低軌道太陽同步軌道衛(wèi)星為例,,使用STK建模來模擬整個軌道周期,。沈等人[5]優(yōu)化了遍歷抗誤差卡爾曼濾波算法,,以提高偽衛(wèi)星的室內(nèi)定位精度。該算法可在給定范圍內(nèi)自主搜索和比較,,獲得最適合測量環(huán)境的算法閾值,,以確保算法模型中閾值的最優(yōu)性,并提高最終優(yōu)化結(jié)果的精度,。然而,上述方法只考慮了單顆衛(wèi)星的定位問題,,忽略了多顆衛(wèi)星的并行應(yīng)用,。此外,由于單顆衛(wèi)星無法實(shí)時抗干擾,,該方法的應(yīng)用僅對單顆衛(wèi)星有明顯的意義[6],。因此,隨著衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展,,多衛(wèi)星抗干擾混合定位方法已成為衛(wèi)星定位領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[7],。然而,不穩(wěn)定的氣流對衛(wèi)星信號的傳輸和接收有很大影響,,降低了多衛(wèi)星抗干擾混合定位方法的精度和可靠性,。因此,本文提出了一種在不穩(wěn)定氣流影響下的多衛(wèi)星抗干擾混合定位方法,。


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作者信息:

俞家融1,,沈超1,劉星曄1,,林俊杰1,,楊靜泊1,徐曉偉1,,鄭越峰2

(1.國網(wǎng)江蘇省電力有限公司無錫供電分公司,,江蘇 無錫 214000; 

2.國網(wǎng)思極位置服務(wù)有限公司,,北京 102200)


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