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顾及电离层和码间偏差时空约束模型的多系统多频GNSS PPP/INS实时紧组合系统关键技术研究
结题报告
批准号:
41804027
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
26.0 万元
负责人:
高周正
学科分类:
D0402.卫星大地测量学
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
吕洁、郑岳泽、李特、田松、徐瑞健
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中文摘要
实时高精度位置服务是社会发展的必然需求,但其依托的精密单点定位(PPP)性能却常受复杂动态观测环境、初始化时间长、重收敛速度慢、实时周跳探测成功率低等因素影响,难以满足高精度高时效的应用,如无人驾驶、室内外无缝定位等。本课题拟着眼于北斗/多系统多频率GNSS快速发展的契机,以实时PPP和惯性导航(INS)理论为基础,开展顾及电离层和码间偏差时空约束的多系统多频GNSS PPP与INS实时紧组合理论及方法研究,突破系统间偏差/频率间偏差/码间偏差、非线性耦合误差、实时非差周跳探测等难点,利用电离层和码间偏差短期稳定性和INS短期高精度优势,融合多系统多频GNSS实时观测、抗差-自适应理论、非线性卡尔曼滤波、INS辅助GNSS周跳探测等理论,实现高精度实时定位。预期研究成果将能显著改善复杂动态环境下GNSS/INS定位的连续性、可靠性、收敛速度和定位精度,拓展其在实时精密位置服务中的应用前景。
英文摘要
Real-time high-accuracy positioning service is becoming a basic need along with human social development. However, the current used method, Precise Point Positioning (PPP), is influenced seriously by the users’ challenging environments (especially in dynamic applications), long initialization time, slow re-convergence speed, and low success rate of cycle slip detection in real-time, respectively. Therefore, it is hard to meet the time/accuracy-critical requirements in automatic driving, navigation indoor and outdoor, etc. We will study the theory of the real-time tight integration between PPP and Inertial Navigation System (INS) by using the multi-constellations and multi-frequencies GNSS observations, in which the spatial-temporal constraint modes of ionospheric delays and differential code biases are established. Meanwhile, the inter-system bias, inter-frequency bias, and differential code bias in multi-GNSS PPP will be modeled and estimated to improve the accuracy and convergence of PPP. We also will study the theories of nonlinear Kalman filter, robust-adaptive filtering, and INS aided undifferenced GNSS cycle slip detection to solve the problems of nonlinear coupled errors in GNSS/INS system, gross errors and low-quality observations, and low success rate of cycle slip detection in real-time. Based on these effects, we expect to reach our goal of providing high-accuracy positioning solutions by GNSS PPP/INS tight integration in real-time challenging dynamic conditions with rapid speed of initialization and re-convergence and high continuity and reliability. The final outcome of this project will make a significant improvement for the applications and services of multi-GNSS PPP/INS tight integration in real-time.
实时高精度位置服务是社会发展的必然需求,但其依托的全球卫星导航精密单点定位(PPP)性能却因观测环境、初始化时间、重收敛速度等因素影响,难以满足无人驾驶、室内外无缝定位等高精度应用的需求。本课题以北斗/多系统多频率GNSS快速发展的契机,开展了顾及电离层和码间偏差时空约束的多系统多频GNSS PPP与INS实时紧组合理论及方法研究,重点对其中的系统间偏差/频率间偏差/码间偏差、非线性耦合误差、实时非差周跳探测等难点进行研究,利用电离层和码间偏差短期稳定性和INS短期高精度优势,融合多系统多频GNSS实时观测、抗差-自适应理论、INS辅助GNSS周跳探测等理论,实现高精度实时定位,取得了包括包括学术论文(7篇SCI论文)、会议论文(2篇会议EI)、发明专利(4项国家/国际发明专利)、软件著作权(5项软件著作权)、省部级奖励(2项北京市级奖励)、人才培养(本科/硕士/博士)等丰硕的研究成果。研究成果显著改善复杂动态环境下GNSS/INS定位的连续性、可靠性、收敛速度和定位精度。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.measurement.2021.110453
发表时间:2021-11
期刊:Measurement
影响因子:5.6
作者:Lv Jie;Gao Zhouzheng;Kan Junyao;Lan Ruohua;Li You;Lou Yilan;Yang Honglei;Peng Junhuan
通讯作者:Peng Junhuan
DOI:10.1016/j.inffus.2019.08.012
发表时间:2020-03
期刊:Inf. Fusion
影响因子:--
作者:Zhouzheng Gao;M. Ge;You Li;Yuanjin Pan;Qijin Chen;Hongping Zhang
通讯作者:Zhouzheng Gao;M. Ge;You Li;Yuanjin Pan;Qijin Chen;Hongping Zhang
Wireless Fingerprinting Uncertainty Prediction Based on Machine Learning
基于机器学习的无线指纹不确定性预测
DOI:10.3390/s19020324
发表时间:2019-01-02
期刊:SENSORS
影响因子:3.9
作者:Li, You;Gao, Zhouzheng;El-Sheimy, Naser
通讯作者:El-Sheimy, Naser
DOI:--
发表时间:2019
期刊:导航定位与授时
影响因子:--
作者:迟皓婧;高周正;杨凯;闵于;程 佳 贝
通讯作者:程 佳 贝
IMU/Magnetometer/Barometer/Mass-Flow Sensor Integrated Indoor Quadrotor UAV Localization with Robust Velocity Updates
IMU/磁力计/气压计/质量流量传感器集成室内四旋翼无人机定位与强大的速度更新
DOI:10.3390/rs11070838
发表时间:2019-04-01
期刊:REMOTE SENSING
影响因子:5
作者:Li, You;Zahran, Shady;El-Sheimy, Naser
通讯作者:El-Sheimy, Naser
北斗多频PPP-RTK/INS/视觉实时紧组合关键理论方法与可靠性研究
  • 批准号:
    42274022
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    高周正
  • 依托单位:
国内基金
海外基金