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【新刊速递】《全球定位系统》2025年第50卷第6期

【新刊速递】《全球定位系统》2025年第50卷第6期 全球导航卫星系统GNSS
2025-12-31
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导读:【新刊速递】《全球定位系统》2025年第50卷第6期


北斗防欺骗效能评估指标及方法研究

高丽峰1,国际2,王田3,曾昭宪4,张锐1

(1.北京遥测技术研究所, 北京 100094;2.北京跟踪与通信技术研究所, 北京 100094;3.北京东方计量测试研究所, 北京 100086;4.中国卫星导航系统管理办公室, 北京 100034)

摘    要:由于卫星导航信号的信号结构、信号调制方式公开,较容易被各种有意无意的干扰信号影响. 随着北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)大范围的推广应用于各行各业,系统面对欺骗干扰时的脆弱性极有可能影响重要行业的应用安全. 近年来,GNSS欺骗干扰事件不断涌现,防欺骗抗干扰技术也在不断发展,但仍缺乏针对欺骗干扰及抗干扰效能的评估指标及方法体系研究. 本文通过深入分析主要行业领域GNSS的典型应用模式及性能指标需求,明确欺骗和反欺骗技术效能的指标约束边界,研究给出适用于BDS公开服务信号及其典型应用模式的防欺骗效果评估指标及评估方法,建立相应的效能评估指标体系,并结合典型应用场景提出相应的技术试验评估方法,为防欺骗技术试验评估提供参考.

关键词:卫星导航;欺骗干扰;防欺骗;评估指标;评估方法

网址

http://www.qqdwxt.cn/article/doi/10.12265/j.gnss.2025080

引文格式高丽峰, 国际, 王田, 曾昭宪, 张锐. 北斗防欺骗效能评估指标及方法研究[J]. 全球定位系统, 2025, 50(6): 1-8. DOI: 10.12265/j.gnss.2025080

GAO Lifeng, GUO Ji, WANG Tian, ZENG Zhaoxian, ZHANG Rui. Research on the assessment indicators and methods of BeiDou anti-spoofing effectiveness[J]. GNSS World of China, 2025, 50(6): 1-8. DOI: 10.12265/j.gnss.2025080






面向速度场反演的多测站联合PPP地壳形变监测方法研究

马祥语1,2,罗小敏1,张宝成2

(1.中国地质大学(武汉) 地理与信息工程学院, 武汉 430078;2.中国科学院精密测量科学与技术创新研究院, 武汉 430077)

摘   要:为提升GNSS地壳形变监测的精度和稳健性,针对传统非差精密单点定位(precise point positioning,PPP)模糊度难固定及约束不灵活等问题,本文提出了一种适用于区域地壳形变监测的高精度解算方案. 通过联合多测站PPP模型构建可固定的双差模糊度,并施加可调节的测站先验信息约束,借助功率谱分析确定最优噪声模型,而后采用极大似然估计(maximum likelihood estimation, MLE)反演区域速度场,实现高精度区域地壳形变监测. 以澳大利亚西北10个测站2021—2023年的数据为例进行验证,单日解定位精度水平优于1 cm、垂向优于2 cm. 将残差分析得到的“ 白噪声-闪烁噪声”噪声模型引入坐标时间序列分析后,参数不确定度得到了合理评估. 反演的水平速度场整体约为70 mm/a向东北方匀速运动,垂向速度变化虽不明显但呈现出显著的周期性振荡. 本文方法兼具非差观测值精度与可固定双差模糊度的优势,能稳健反演大范围毫米级速度场, 为板块运动与地壳形变分析提供了可靠技术方案.

关键词:精密单点定位(PPP);GNSS网数据处理;时间序列;速度场反演;形变监测

网址:

http://www.qqdwxt.cn/article/doi/10.12265/j.gnss.2025099

引文格式:马祥语, 罗小敏, 张宝成. 面向速度场反演的多测站联合PPP地壳形变监测方法研究[J]. 全球定位系统, 2025, 50(6): 9-20. DOI: 10.12265/j.gnss.2025099

MA Xiangyu, LUO Xiaomin, ZHANG Baocheng. Multi-station PPP network solutions for robust velocity field inversion of crustal deformation[J]. GNSS World of China, 2025, 50(6): 9-20. DOI: 10.12265/j.gnss.2025099






优化BP与LSTM神经网络模型电离层TEC长短期预测

田祥雨1,石俊杰2,郑乃铨3,孙佳龙1,傅鹏程1

(1.江苏海洋大学 海洋技术与测绘学院, 连云港 222000;2.南京师范大学 地理科学学院, 南京 210023;3. 山东科技大学 测绘与空间信息学院, 青岛 266590)

摘    要:电离层总电子含量(total electron content, TEC)对电波通信、卫星导航定位等领域都有着重要影响,因此,对其进行准确的预测至关重要. 针对电离层TEC难以被有效预测的问题,基于深度学习方法,通过欧洲定轨中心(Center for Orbit Determination in Europe, CODE)分布的TEC网格模型全球电离层地图(global ionospheric map, GIM),利用后向传播(back propagation, BP)神经网络、K折交叉验证(K-fold cross validation KCV)-BP神经网络,遗传算法(genetic algorithm, GA)-BP神经网络和长短时记忆(long short-term memory, LSTM)神经网络,结合滑动窗口策略,进行电离层TEC长短期预测,开展不同纬度区域、不同经度区域、不同太阳活动状态下电离层TEC的1 h短期预测和7~15 d长期预测,引入均方根误差(root mean square error, RMSE)、拟合优度R2、平均绝对百分误差(mean absolute percentage error, MAPE)指标评估不同模型预测的适用性. 研究结果表明:短期预测中,从不同模型来说,预测效果由高至低依次为GA-BP、LSTM、KCV-BP、BP和普通最小二乘(ordinary least squares, OLS),最优预测误差在1 TECU以内. 在长期预测中, OLS预测效果最好, 特别是15 d优势明显,而 GA-BP具有最优的长时效性, 预测稳定性好. 通过MAPE指标说明南北半球对模型的预测适用性有明显差异. 最后,在评估模型对区域的适用性时,通过单一的RMSE来衡量具有片面性, 需要综合使用 R2、 MAPE等综合指标来衡量.

关键词:电离层;总电子含量(TEC) 网格点;时间序列预测;优化神经网络;适用性

网址:

http://www.qqdwxt.cn/article/doi/10.12265/j.gnss.2025070

引文格式:田祥雨, 石俊杰, 郑乃铨, 孙佳龙, 傅鹏程. 优化BP与LSTM神经网络模型电离层TEC长短期预测[J].全球定位系统,2025,50(6):21-34. DOI: 10.12265/j.gnss.2025070

TIAN Xiangyu, SHI Junjie, ZHENG Naiquan, SUN Jialong, FU Pengcheng. Optimizing BP and LSTM neural network model for long-term and short-term prediction of ionospheric TEC[J]. GNSS World of China, 2025, 50(6): 21-34. DOI: 10.12265/j.gnss.2025070






一种多惯导数据的室内行人轨迹匹配算法

吴瀚1,2,3,4,余学祥1,2,3,4,韩雨辰1,2,3,4,5

(1.安徽理工大学 空间信息与测绘工程学院, 淮南 232001;2. 城市实景三维与智能安全监测安徽省联合共建学科重点实验室, 淮南 232001;3.安徽理工大学 矿区环境与灾害协同监测煤炭行业工程研究中心, 淮南 232001;4.矿山采动灾害空天地协同监测与预警安徽高校重点实验室, 淮南 232001;5. 安徽理工大学 地球与环境学院, 淮南 232001)

摘   要:针对惯导数据里的误差累计导致现有的轨迹匹配方法精度不高的问题, 本文以智能手机惯导数据为基础,提出了一种多惯导数据下针对误差累计的室内行人轨迹匹配算法. 该算法首先结合惯导数据特性与室内环境特征,提出了针对性的室内轨迹匹配约束准则;随后通过自适应形变获得修正的方向矩形 (oriented bounding box,OBB)后,进一步利用OBB对后续的轨迹进行独立校正, 并且针对不同手持姿态分析以适应该算法,以提升匹配的准确度与效率;并对本文方法处理后的数据与其他方法数据进行对比分析. 实验证明,该方法在特征各异的轨迹上表现良好, 准确率的增长率最高提升46.16%,优于其他方法, 且在时间效率上满足匹配需求.

关键词:误差累计;多惯导数据;轨迹匹配;室内行人轨迹匹配算法;自适应机制;时间效率

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http://www.qqdwxt.cn/article/doi/10.12265/j.gnss.2025052

引文格式吴瀚, 余学祥, 韩雨辰. 一种多惯导数据的室内行人轨迹匹配算法[J]. 全球定位系统, 2025, 50(6): 35-43, 80. DOI: 10.12265/j.gnss.2025052

WU Han, YU Xuexiang, HAN Yuchen. An indoor pedestrian trajectory matching algorithm with multiple inertial guidance data[J]. GNSS World of China, 2025, 50(6): 35-43, 80. DOI: 10.12265/j.gnss.2025052






基于北斗三号的民机空地交互系统设计与验证

赵庆贺,陈美玲,郭朋杰,景欣春,姜鑫

(中电科航空电子有限公司, 成都 611731)

摘   要:北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System, BDS) 是我国自主研发的全球卫星导航系统,其短报文通信功能在极端环境下具有显著优势. 推动BDS在民机领域的规模化应用,对提升航空安全保障能力、降低航司运营成本具有重要战略意义. 为解决传统民机空地通信系统覆盖受限 、通信成本高等问题,本研究设计了一种基于北斗三号(BeiDou-3 Navigation Satellite System, BDS-3)短报文通信的空地交互系统, 提出可扩展的动态空地报文通信协议架构,实现了全球航班追踪、关键系统维护数据下传、基于电子飞行包 (electronic flight bag, EFB)的空地通信和位置态势感知等功能 . 实验表明 , 系统方案可行,且通信成功率超过99%. 本研究为BDS-3短报文通信技术在民航领域的规模化应用提供了技术参考与实践案例.

关键词:北斗卫星导航系统(BDS);短报文通信;全球航班追踪;电子飞行包 (EFB);位置态势感知

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http://www.qqdwxt.cn/article/doi/10.12265/j.gnss.2025076

引文格式赵庆贺, 陈美玲, 郭朋杰, 景欣春, 姜鑫. 基于北斗三号的民机空地交互系统设计与验证[J]. 全球定位系统, 2025, 50(6): 44-52. DOI: 10.12265/j.gnss.2025076

ZHAO Qinghe, CHEN Meiling, GUO Pengjie, JING Xinchun, JIANG Xin. Design and verification of air-ground interaction system for civil aircraft based on BDS-3[J]. GNSS World of China, 2025, 50(6): 44-52. DOI: 10.12265/j.gnss.2025076






大高差边坡RTK对流层延迟模型研究

赵兴旺1,2,杨优1,2,吴佳友3,曹稳3,陈健1,2,刘超1,2

(1.安徽理工大学 空间信息与测绘工程学院, 淮南 232001;2.矿山采动灾害空天地协同监测与预警安徽省高校重点实验室, 淮南 232001;3.核工业井巷建设集团有限公司, 湖州 313000)

摘   要:在GNSS边坡监测中,基准站与监测站间的大高差会增加相对对流层延迟误差,严重制约实时动态差分(real time kinematic, RTK)垂向定位精度.为此,本文构建了一种顾及大高差改进的区域对流层模型. 该模型基于基准站与监测站高精度天顶对流层延迟(zenith tropospheric delay, ZTD)模型数据,采用三次多项式函数建立ZTD与站间高程之间的函数关系,同时考虑了ZTD的季节变化特征,建立了区域对流层模型. 为验证模型的有效性,以滨海某大高差边坡为研究对象,实验结果表明,本文提出的该模型有效提升了U方向的定位精度,较Saastamoinen模型、第三代全球气压和气温(Global Pressure and Temperature 3, GPT3)模型分别提升了约 15%、8%.该模型有效提升站间大高差对流层误差改正效果,为GNSS大高差边坡监测提供了方案.

关键词: 边坡监测;实时动态差分(RTK) 定位精度;大高差;对流层延迟;天顶对流层延迟(ZTD)建模

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http://www.qqdwxt.cn/article/doi/10.12265/j.gnss.2025110

引文格式赵兴旺, 杨优, 吴佳友, 曹稳, 陈健, 刘超. 大高差边坡RTK对流层延迟模型研究[J]. 全球定位系统, 2025, 50(6): 53-61. DOI: 10.12265/j.gnss.2025110

ZHAO Xingwang, YANG You, WU Jiayou, CAO Wen, CHEN Jian, LIU Chao. Tropospheric delay modeling for RTK positioning in slopes with large height differences[J].GNSS World of China,2025,50(6):53-61. DOI: 10.12265/j.gnss.2025110






低成本GNSS接收机观测值噪声水平评估

王科举1,杜源1,2,徐学永3,周叶3,吴波3

(1.长安大学 地质工程与测绘学院, 西安 710054;2.广西精密导航技术与应用重点实验室, 桂林 541004;3.北方信息控制研究院集团有限公司, 南京 211153)

摘    要:针对现有研究中对国产低成本多频接收机观测噪声分析不足的问题, 引入零基线双差残差恢复单差残差的处理方法,详细分析了基于UM960模组的低成本接收机不同观测信号随高度角变化特性,并对其伪距、载波相位噪声水平进行评估. 结果表明:北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System, BDS)卫星噪声水平整体上优于GPS,在伪距观测值中体现更为明显. 具体来看,BDS 各频点伪距观测值噪声处于厘米级,其中B2a频点噪声最小,为1.49 cm;B2I、B1C、B3I、B1I频点噪声依次增大,最大值为2.87 cm. 对于 BDS 载波观测值,B1I 频点噪声水平为0.24 mm,B2I、B1C 频点与其相当, B2a和B3I频点略高,分别为0.37 mm 和0.62 mm,总体控制在亚毫米级.  此外,不同轨道类型卫星的观测噪声亦有显著区别,中地球轨道(medium Earth orbit,MEO)卫星和倾斜地球同步轨道(inclined geosynchronous orbit, IGSO)卫星在各频点下的观测噪声水平较为接近,而地球静止轨道 (geostationary Earth orbit,GEO)卫星观测值噪声普遍高于前两者.对于 GPS,各频点间伪距观测噪声差异较大,其中L2噪声为9.40 cm,约为L5的 6 倍;载波观测噪声相对接近,在L1、L2、L5中依次为 0.31 mm、0.75 mm、0.35 mm. 该类接收机观测性能和传统测量型接收机基本一致,可满足各类导航定位的应用需求.

关键词:低成本接收机;零基线;双差残差;单差残差;观测噪声

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http://www.qqdwxt.cn/article/doi/10.12265/j.gnss.2025073

引文格式王科举, 杜源, 徐学永, 周叶, 吴波. 低成本GNSS接收机观测值噪声水平评估[J]. 全球定位系统, 2025, 50(6): 62-71. DOI: 10.12265/j.gnss.2025073

WANG Keju, DU Yuan, XU Xueyong, ZHOU Ye, WU Bo. Assessment of observation noise levels of low-cost GNSS receivers[J]. GNSS World of China, 2025, 50(6): 62-71. DOI: 10.12265/j.gnss.2025073






山区公路CORS网型结构对网络RTK定位性能影响研究


李应祥1,雷传金2,蓝青3,张熙2,成兵2,李飙2,戴懿蘅4,李云傲4

(1.四川省交通建设集团有限责任公司, 成都 610041;2. 自然资源部第三大地测量队, 成都 610100;3. 中国电信集团有限公司四川分公司,成都 610031;4. 西南交通大学 地球科学与环境工程学院, 成都 611756)

摘  要:对连续运行参考站(continuous operation reference station, CORS)网络中各服务单元能力的定量评估是基准站选址与优化布局的重要依据. 针对山区带状公路建设区域高差大、环境复杂等特点,本文提出一种顾及基准站间高程信息的网型结构因子模型,以G5京昆高速四川段扩容工程为例,构建省CORS网 、山区公路CORS网及融合CORS网,对比各网型的结构因子、初始化时间 、定位精度与稳定性,分析不同网型结构对网络实时动态差分(real time kinematic,RTK)测量定位性能的影响. 实验结果表明:山区公路CORS网与融合CORS网在结构因子、初始化时间、 定位精度与稳定性等方面整体优于省CORS网; 融合CORS网在精度与一致性方面表现最优; 合理布设基准站能有效提升网络RTK定位服务性能.

关键词:CORS;山区公路;网型结构因子;网络实时动态差分(RTK);定位性能

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http://www.qqdwxt.cn/article/doi/10.12265/j.gnss.2025102

引文格式李应祥, 雷传金, 蓝青, 张熙, 成兵, 李飙, 戴懿蘅, 李云傲. 山区公路CORS网型结构对网络RTK定位性能影响研究[J]. 全球定位系统, 2025, 50(6): 72-80. DOI: 10.12265/j.gnss.2025102

LI Yingxiang, LEI Chuanjin, LAN Qing, ZHANG Xi, CHENG Bing, LI Biao, DAI Yiheng, LI Yun’ao. The impact of CORS network structure on network RTK positioning performance in mountainous highway areas[J]. GNSS World of China, 2025, 50(6): 72-80. DOI: 10.12265/j.gnss.2025102






基于双天线切换阵列的陆基导航频段干扰源测向定位

胡铁乔,郭庆

(中国民航大学 天津市智能信号与图像处理重点实验室, 天津 300300)

摘   要:针对民航陆基导航设备在多个频段受到干扰的问题,开展多频段干扰信号的测向定位研究,在实验室课题组原有的GNSS干扰测向系统的基础上,扩展其可测频段,设计并实现了一种基于双天线切换阵列的陆基导航波段干扰源测向定位系统. 系统采用三对不同间距的双天线阵列,能够根据工作频段快速切换阵列以实现跨频段的干扰测向. 为保障系统的测向精度与稳定性,提出并实现了一种基于自校准的双通道相位一致性补偿算法,显著降低了硬件非理想特性带来的测向误差. 在开阔实验场地中,设置干扰源发射多个陆基导航频段内的不同类型

干扰信号,经过实验测试,本系统具备可靠的定位能力和良好的稳定性, 对构建更健壮的民航导航抗干扰体系具有重要意义.

关键词: 陆基导航系统;多频段干扰;干扰源定位;双天线切换阵列;相位一致性

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http://www.qqdwxt.cn/article/doi/10.12265/j.gnss.2025107

引文格式胡铁乔, 郭庆. 基于双天线切换阵列的陆基导航频段干扰源测向定位[J]. 全球定位系统, 2025, 50(6): 81-89. DOI: 10.12265/j.gnss.2025107

HU Tieqiao, GUO Qing. Direction finding and localization of interference sources in ground-based navigation bands with a dual-antenna switched array[J]. GNSS World of China, 2025, 50(6): 81-89. DOI: 10.12265/j.gnss.2025107






轨道误差对GNSS定位精度影响模型研究

张西军1,2,马小淞1,邰贺1,徐汉超1,陈华3,石勇4

(1.沈阳市勘察测绘研究院有限公司, 沈阳 110004;2.辽宁省城市时空信息专业技术创新中心, 沈阳 110004;3.武汉大学 测绘学院, 武汉 430079;4.重庆市测绘科学技术研究院, 重庆 401121)

摘    要:GNSS的定位精度对于现代时空信息服务的众多关键应用至关重要. 卫星轨道误差作为GNSS主要的误差源之一,其复杂的传播机制和空间相关性是限制高精度定位性能的关键因素. 本文建立轨道误差对GNSS单点定位和相对定位精度的几何模型,详细推导了轨道误差如何影响最终的定位结果,分别给出了轨道误差作用下单点定位误差和相对定位误差的量化公式. 结合精密单点定位和相对定位的实际算例,验证了理论推导的正确性: 单点定位精度与轨道误差大小及空间位置精度因子(position dilution of precision,PDOP)直接相关,而相对定位通过差分处理能有效削弱轨道误差的影响. 本文旨在深化对轨道误差作用机理的理解,为GNSS数据处理中轨道误差的抑制和定位精度的进一步提升提供坚实的理论依据和有价值的实践参考.

关键词:GNSS;轨道误差;单点定位精度;相对定位精度;定位影响模型;实例分析

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http://www.qqdwxt.cn/article/doi/10.12265/j.gnss.2025109

引文格式张西军, 马小淞, 邰贺, 徐汉超, 陈华, 石勇. 轨道误差对GNSS定位精度影响模型研究[J]. 全球定位系统, 2025, 50(6): 90-98. DOI: 10.12265/j.gnss.2025109

ZHANG Xijun, MA Xiaosong, TAI He, XU Hanchao, CHEN Hua, SHI Yong. Research on the impact model of orbit error on GNSS positioning accuracy[J]. GNSS World of China, 2025, 50(6): 90-98. DOI: 10.12265/j.gnss.2025109






多模GNSS融合的全球电离层建模及性能评估

张梦伟1,2,陈健1,2,赵兴旺1,2,刘超1,2

(1.安徽理工大学 空间信息与测绘工程学院, 淮南 232001;2. 矿山采动灾害空天地协同监测与预警安徽省高校重点实验室, 淮南 232001)

摘   要:电离层延迟是GNSS卫星导航定位的主要误差源之一. 为了获取更高精度的电离层模型,建立了基于多模GNSS观测数据融合的全球电离层模型 . 选取多模GNSS实验跟踪网(Multi-GNSS Experiment, MGEX)测站数据,系统评估了多种地磁环境下不同卫星系统组合基于球谐函数的全球电离层建模精度. 试验结果表明:在太阳活动低年期间,相较于GPS/北斗二号卫星导航系统 (BeiDou-2 Navigation Satellite System, BDS-2)和GPS/北斗三号卫星导航系统(BeiDou-3 Navigation Satellite System, BDS-3)建模方法,融合 GPS/BDS-2/BDS-3数据的电离层建模精度有所提升,其绝对平均偏差(mean absolute deviation, MAD)分别降低了0.08 TECU和0.04 TECU,标准差 (standard deviations, STD)降低了0.22 TECU和0.19 TECU,均方根误差 (root mean square error,RMSE)分别降低0.19 TECU和0.16 TECU. 在太阳活动高年,MAD分别降低1.61 TECU和0.10 TECU,STD分别降低0.39 TECU和0.19 TECU,RMSE改善0.99 TECU和0.94 TECU;此外,GPS/GLONASS/Galileo/BDS/准天顶卫星系统(Quasi-Zenith Satellite System, QZSS)组合相较于GPS/GLONASS/BDS组合,其在磁平静期的 MAD、STD和RMSE分别下降0.39 TECU、1.12 TECU和0.97 TECU; 在磁暴期,三项指标分别下降了1.97 TECU、1.58 TECU和2.42 TECU. 综上,多模GNSS数据融合有效提升了电离层建模精度,为高精度导航定位和空间大气监测提供了更可靠的数据支撑.

关键词:GNSS;电离层延迟;相位平滑伪距;球谐函数;精度评估

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http://www.qqdwxt.cn/article/doi/10.12265/j.gnss.2025114

引文格式张梦伟, 陈健, 赵兴旺, 刘超. 多模GNSS融合的全球电离层建模及性能评估[J]. 全球定位系统, 2025, 50(6): 99-108. DOI: 10.12265/j.gnss.2025114

ZHANG Mengwei, CHEN Jian, ZHAO Xingwang, LIU Chao. Global ionospheric modeling and performance evaluation based on multi-GNSS[J]. GNSS World of China, 2025, 50(6): 99-108. DOI: 10.12265/j.gnss.2025114






基于锚节点的室内外一体定位设计与算法研究

张坤,何虎超

(32159 部队70分队, 乌鲁木齐 830000)

摘    要:针对室内节点获取位置信息困难问题,研究了分布式自组织扩散和精度补偿算法.该算法基于距离到达时间差(time difference of arrival,TDOA) 室内外一体定位实现位置信息从室外锚节点向室内待定位节点的分布式自组织扩散,再提出基于多维尺度变换(multi-dimensional scaling,MDS)精度补偿方法解决误差扩散的问题和区域定位增强方法解决锚节点分布过于集中的问题, 有效提高了定位精度. 仿真结果表明该方法在成本低廉和设备便携的基础上实现室内节点的精准定位.

关键词: 自组织扩散;精度补偿;区域定位增强;锚节点;精准定位

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http://www.qqdwxt.cn/article/doi/10.12265/j.gnss.2025081

引文格式张坤, 何虎超. 基于锚节点的室内外一体定位设计与算法研究[J]. 全球定位系统, 2025, 50(6): 109-115. DOI: 10.12265/j.gnss.2025081

ZHANG Kun, HE Huchao. Design and algorithm research of indoor and outdoor integrated positioning based on anchor nodes[J]. GNSS World of China, 2025, 50(6): 109-115. DOI: 10.12265/j.gnss.2025081






车载组合导航的改进粒子群误差补偿

 赵金霞

(重庆三峡职业学院, 重庆 404155)

摘   要:针对传统车载组合导航方法在高动态环境下由于GNSS信号不稳定以及惯性导航系统(inertial navigation system, INS)漂移导致的定位误差较大的问题,提出一种基于改进粒子群优化(particle swarm optimization, PSO) 算法的车载组合导航定位误差补偿策略. 改进PSO算法通过融合信息方差和定位误差均方根(root mean square, RMS)构建适应度函数,并依据适应度函数进行种群质量划分,结合引力引导机制提高优秀粒子个体与一般粒子个体的协作寻优,并设置非线性动态惯性权重平衡算法的局部开发以及全局探索能力,通过对卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)的增益优化提高误差补偿性能. 设置了在直线路径以及闭环含 S 弯路径等多种路径、不同工况下的验证试验,结果表明,本文方法在复杂路径场景下位置均方根误差(root mean square error,RMSE)均值相较对比方法降低40%~53%,相较于传统方法,航向角精度提升最大达 98.8%,显著提高了车载组合导航定位误差补偿的性能及鲁棒性.

关键词:改进粒子群优化(PSO);非线性优化;GNSS/INS 松组合;车载导航;卡尔曼滤波(KF)

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http://www.qqdwxt.cn/article/doi/10.12265/j.gnss.2025098

引文格式赵金霞. 车载组合导航的改进粒子群误差补偿[J]. 全球定位系统, 2025, 50(6): 116-124. DOI: 10.12265/j.gnss.2025098

ZHAO Jinxia. Improved particle swarm error compensation for in-vehicle integrated navigation[J]. GNSS World of China, 2025, 50(6): 116-124. DOI: 10.12265/j.gnss.2025098




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《全球定位系统》创刊于1976年,是中国电子科技集团公司主管,中国电波传播研究所主办的国内外公开发行的专业性技术期刊(双月刊)。本刊的办刊宗旨是全面展示GPS、GLONASS、Galileo、北斗等卫星导航系统在导航、定位、测绘、授时、遥感等领域的最新研究成果和技术进展,以促进卫星导航领域的学术交流和技术发展。刊登有创新性的论文、实用性的技术成果报告、重要技术问题评述、技术应用类文章。 

出版地:河南省新乡市牧野区建设东路84号   邮编:453000 

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全球导航卫星系统GNSS
致力于全面展示GPS、GLONASS、Galileo、北斗等导航卫星系统在导航、定位、测绘、授时与遥感等领域的最新研究成果及其在国民经济建设中的应用与发展,以促进相关领域的技术交流和发展,本刊投稿网站 www.qqdwxt.cn
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