『壹』 求助!全国GPS前20强公司名称
GPS/INS 全球定位系统+惯性导航系统
一、进行GPS/INS组合的必要性
GPS是当前应用最为广泛的卫星导航定位系统,使用方便、成本低廉,其最新的实际定位精度已经达到5米以内。但是GPS系统军事应用还存在易受干扰、动态环境中可靠性差以及数据输出频率低等不足。
INS系统则是利用安装在载体上的惯性测量装置(如加速度计和陀螺仪等)敏感载体的运动,输出载体的姿态和位置信息。INS系统完全自主,保密性强,并且机动灵活,具备多功能参数输出,但是存在误差随时间迅速积累的问题,导航精度随时间而发散,不能单独长时间工作,必须不断加以校准。
将GPS和INS进行组合可以使两种导航系统取长补短,构成一个有机的整体。GPS/INS组合制导的优势主要体现在:
1. GPS/INS组合改善了系统精度
高精度的GPS信息可以用来修正INS,控制其误差随时间的积累。利用GPS信息可以估计出INS的误差参数以及GPS接收机的钟差等量。另一方面,利用INS短时间内定位精度较高和数据采样率高的特点,可以为GPS提供辅助信息。利用这些辅助信息,GPS接收机可以保持较低的跟踪带宽,从而可以改善系统重新俘获卫星信号的能力。
2. GPS/INS组合加强了系统的抗干扰能力
当GPS信号受到高强度干扰,或当卫星系统接收机出现故障时,INS系统可以独立地进行导航定位。当GPS信号条件显著改善到允许跟踪时,INS系统向GPS接收机提供有关的初始位置、速度等信息,以供在迅速重新获取GPS码和载波时使用。INS系统信号也可用来辅助GPS接收机的天线对准GPS卫星,从而减小了干扰对系统的影响。
3. 解决周跳问题
对于GPS载波相位测量,INS可以很好地解决GPS周跳和信号失锁后整周模糊度参数的重新解算,也降低了至少4颗卫星可见的要求。
4. 解决GPS动态应用采样频率低的问题
在某些动态应用领域,高频INS数据可以在GPS定位结果之间高精度内插所求事件发生的位置(如航空相机曝光瞬间的位置测定)。
5. 用途更广
GPS/INS组合系统是GPS与INS互补的、互相提高的集成,而不是二者的简单结合。组合系统性能更强,应用领域更广。
正是由于这两套系统具有极好的互补性,不仅可以低成本提供全球精确导航,也可以满足军事应用对保密性的要求。
二、GPS/INS组合制导技术在现代战争中的广泛应用
1. GPS/INS组合制导成为广泛应用的全程制导和中段制导技术
目前,以美国“战斧”巡航导弹为代表的对地攻击导弹中制导方式仍然是惯导+辅助导航系统。由于美国军用GPS具有相当高的精度并且使用方便,美国和其它一些西方国家都在中制导段采用GPS作为惯导的辅助导航系统而不再采用地形匹配。此外,许多新型制导武器如洛马公司研制的“联合防区外空地导弹”(JASSM)和波音公司制造的“联合直接攻击弹药”(JDAM)等均依靠GPS/INS进行高精度制导。
以JDAM为例,它是将现有库存的普通炸弹加装GPS/INS制导的尾部组件而改成的全天候制导弹药,其惯导部分采用了一种小型激光陀螺仪。JDAM在投放前由载机的航空电子系统不断修正。一旦投放,炸弹的GPS/INS系统将接管载机航空电子系统的工作,并引导炸弹飞向C4勘辏��皇芴炱�榭龅挠跋臁V频纪ü�桓鼍�返腉PS部件和一个三轴INS部件的密切配合实现。制导控制部件在GPS辅助INS操作模式和INS单一操作模式都提供了精确制导。
以上这些武器比飞机更接近干扰机,所面临的干扰强度比发射导弹的飞机要严重得多。GPS/INS组合制导系统能识别干扰信号的存在,并在较短的时间内以较小的制导误差进行精确制导。
一体化GPS/INS组合制导不仅提高了武器系统的可靠性,而且精度也高,通常其圆概率误差在10~13米之间,而单独使用GPS制导的精度约为15米。
2. GPS/INS组合制导系统为飞机等武器平台提供导航定位服务
目前,美国和其它北约国家空军的绝大部分主战飞机都换装了以激光陀螺为核心的第二代标准惯导仪。其改装计划的重点是,在以光学陀螺为基础的惯性系统黑匣子中嵌入结实的、抗干扰的GPS接收机(OEMB板)。这种嵌入式配置不需要在惯导和单独的GPS接收机之间设置另外的安全总线,从而使GPS的伪距/伪距率数据不会受到威胁信号的干扰。这种INS和GPS的深耦合系统被称作“嵌入惯导系统中的GPS”,简称为EG1,其定位精度均为0.8海里 /小时(圆概率误差),准备时间也由过去的15分钟减少到5~8分钟,系统可靠性从原来的几百小时提高到2000~4000小时。
3. GPS/INS组合制导系统为军事侦察行动提供高精度定位信号
侦察的目的在于发现目标,确定目标的位置和评估武器的打击效果。对目标的命中率取决于武器制导的精度、发现目标的能力和对目标定位的精度。目前,很多国家正在利用高空成像技术建立全球地理信息数据库。高空成像系统主要由高空侦察机、低轨和中轨卫星组成,该系统就使用了GPS/INS组合制导系统,利用其提供的无人侦察机实时位置和炮弹所放出的侦察降落伞的实时位置将连同图像一并发送基地,进而确定目标的位置。
三、GPS/INS组合制导技术的发展趋势
1. 提高GPS系统的抗干扰性能,从而提高GPS/INS组合制导的可靠性
美国计划通过增强卫星发布信号的功率、增强星上处理能力、改进星上原子钟和星历外推算法来提高卫星自主工作能力。增加发射3个新的信号:一是高功率点波束军用M码,信号的增益将比GPS发射机当前采用的增益高得多,具备比P码更强的安全保密性;二是将C/ A码加载在L2载波上,原来加载在L1载波上的C/ A码继续保留;三是L5码,用作生命安全信号,仅供民用。未来的GPS卫星能用两个频段发布两种军用导航码,在实战中可以构成4种工作模式,从而可以大大提高抗干扰的能力。同时,卫星能在短时间内自主运行120天。另外,根据美国空军公布的2025年长期规划,美国还计划在GPS卫星上安装后向天线,用于向高轨空间发布导航定位信息和使高轨卫星自主运行。目前,美国军方的GPS联合计划办公室正在研究GPS 3型卫星的设计方案。
为了进一步提高性能,今后美国还将在飞机、船只、地面车辆和武器上使用更复杂的GPS接收机。现役C/A码的长度只有1023比特,以50比/秒的速度进行逐个搜索,仅需20.5秒,易被敌方破译。P码长度约为2. 35×1014比特,需267天才重复一次,完成一次捕获时间较长,安全性较好。但是,现役军用P码接收机是通过C/A码引导才完成P码捕获的,因而容易受C/A码状态的影响。为此,美军方正在研制能独立捕获P码的军用接收机。此外,美国军方还在研制空间分集型接收机、调零型接收机和波束成形型接收机等抗干扰军用码接收机,以通过改进接收机的性能来提高接收机的抗干扰能力。
美国当前在GPS接收机方面的两项最为重要的技术是GPS接收机应用组件(GRAM)和选择可用性反欺骗模块(SAASM)。其中GRAM是一种标准电子插件,可将其加在未来的飞机、舰艇、导弹和各种武器中,目的是确保安全性和互通性。所有的GRAM将采用开放式系统结构,能灵活地增加、替代或取消系统中的某些元件。SAASM是第二代的GPS技术产品安全模块,用于保护保密的GPS算法、数据和校准。它将集成到接收机应用模块中,从而可提高GPS系统的安全性,使GPS接收机更易于维护,降低其费用。
2. 研制新型INS系统,从而提高GPS/INS组合制导的精度
目前已经发展出挠性惯导、光纤惯导、激光惯导、微固态惯性仪表等多种方式的惯导系统。利用激光来作为方位测向器的陀螺将逐渐取代传统的机械陀螺。激光陀螺惯导系统的定位精度高,随机漂移小,并能快速进入作战状态,于20世纪80年代初开始成功地应用于飞机及地面车辆的导航和舰炮等方面,以后又应用于导弹和运载火箭等领域。但是,环形激光陀螺的谐振腔必须严格密封,并保证其中的氦氖混合气体组分浓度恒定,反射镜镀膜工艺要求高,制造成本高,而且会有“闭锁现象”等问题产生,因此还有待于改进。目前,许多科研单位正致力于固体环形激光陀螺仪的研究。
光纤陀螺的基本工作原理与环形激光陀螺相似,除了具有激光陀螺所有的优点外,还不需要精密加工、严格密封的光学谐振腔和高质量的反射镜,所以减少了复杂性,降低了成本,具有更强的市场竞争力。日本在TR1和M5火箭上率先使用了光纤陀螺。美国研制的光纤陀螺已应用于飞机俯冲、横滚和航向基准的惯性测量系统中。但目前的光纤陀螺会出现角度随机游动、零偏不稳定等缺陷,其性能有待提高。
随着现代微机电系统(MEMS)的飞速发展,近年来硅微陀螺(俗称芯片陀螺)和硅加速度计的研制工作进展很快。据报道,这种新的固态陀螺的零偏稳定性已能达到1 度/小时(温控条件下)。现在美国已开始小批量生产由硅微陀螺和硅加速度计构成的微型惯性测量装置,其低成本、低功耗及体积小、质量轻的特点很适于战术应用,在航空上最先的应用场合将是战术导弹和无人机。
高精度的惯导装置需要先进的精密加工工艺作为基础。随着关键理论和技术的突破,会有多种类型的惯性陀螺应用在军事领域,发挥出日益显著的作用。
3. 数据融合技术将进一步提高GPS/INS组合制导的性能
GPS/INS两者组合的关键器件是作为两者的接口并起数据融合作用的卡尔曼滤波器。为了提高导航精度,目前普遍应用卡尔曼滤波技术来最优地组合各导航系统的信息,估计出导航系统的误差状态,再用误差状态的最优估计值去校正系统。但是,系统的状态方程是时变的,而且状态转移矩阵中含有导航信息及惯性元件测量值,这些含有误差的参数使得滤波器模型不准确。另外,很难精确地估计或测定系统噪声与观测噪声,所以采用常规卡尔曼滤波器时常常会发散。为了解决这个问题,研究人员正在研究新的数据融合技术。例如采用自适应滤波技术,在进行滤波的同时,利用观测数据带来的信息,不断地在线估计和修正模型参数、噪声统计特性和状态增益矩阵,以提高滤波精度,得到对象状态的最优估计值。
此外,如何将神经网络人工智能、小波变换等各种信息处理方法引入以GPS/INS组合制导为核心的信息融合技术正在引起人们的高度重视。这些新技术一旦研制成功,必将进一步提高GPS/INS组合制导的综合性能。
『贰』 四川多功能输出时间同步设备装置/系统完全知识产权
技术问题:卫星导航、定位和授时系统中需解决的技术问题有:1,系统时间建立的概念及实现方法在现代卫导系统中,为了保证系统中各个钟的精确同步,需要一个准确、稳定和可靠的时间参考,这通常是以系统中的部分钟或全部的钟为基础,四川多功能输出时间同步设备装置/系统完全知识产权。利用统计平均的方法建立一个系统时间来实现。其建立的概念和实现方法,直接影响到系统时间的好坏,进而影响到整个卫导系统中各个钟的同步。这个研究对系统中原子钟的选择与配置也有指导意义。2,系统时间与UTC协调方法这是授时所需要的。这需要研究国际标准时间到系统时间传递的各个环节,是提高授时准确度中的zui要一环。3,系统钟的同步方法这主要涉及到系统中各个钟的精确数据的收集方法和控制方法,要研究相对论效应对星载钟同步的影响,四川多功能输出时间同步设备装置/系统完全知识产权。比对测量和钟驾驭方法的研究是它的基础。4,系统授时方法这包括卫星电文中的与时间有关的信息的制定与产生,四川多功能输出时间同步设备装置/系统完全知识产权。5,用户终端定时技术主要涉及到接收、比对及控制技术。时间同步系统还应监测授时设备用时设备的同步情况,运行状态信息、授时与监测设备静态信息等。四川多功能输出时间同步设备装置/系统完全知识产权
时间频率产品在通信行业
在通信领域,目前的数字通讯系统,是建立在以SHD数字同步系统基础上的通讯方式。各个通信网络节都有对应SDH同步时钟,支持SDH同步系统的分为三级SDH同步时钟,分别采用铯原子钟、铷原子钟和晶体振荡器。
目前5G同步网采用5G同步时钟,采用PTP模式实现远距离高精度时间频率同步,与目前SDHzui主要的差别是增加了时间同步。
5G不仅是把移动互联网做的带宽更大、速度更快,其另外两大特性“低时延高可靠”、“海量链接”带来的影响将更加深远。5G能够实现真正的万物互联,也是实现国家经济数字化转型、工业制造2025目标的一个zui重要的战略基础。
5G网络的时间同步常规要求仍为1.5s,这和4G没有太大变化。但随着网络技术发展和特殊应用场景应用需要,也提出了更高一个数量级的130ns的要求即便是130ns的要求,无论北斗二代还是北斗三代都可以轻松应对。5G作为国家和社会至关重要的高速、高效的基础信息网络,其自主性和安全性不言而喻。单从网络同步、基站授时这个方面来看,采用北斗系统或者北斗/GPS双模替代单一GPS系统,需要尽早提上日程并付诸实施,在今后的5G扩大规模试验、发改委5G示范城市项目,乃至2020年全 面商用中,需要坚定地落实和推进应用!四川NTP网络授时时间同步设备装置/系统输出类型多样目前可为公司已完成北斗三代产品的研发及国产化的技术改 革,为适应未来国内国际发展做了充分准备。
2)时统系统时统设备主要应用于军 事、卫星测控领域。通过几年的产品应用实践,发现这类产品还是偏重于传统思想,一些新的技术并未使用,今年来可为公司已经成功将其他行业的成功应用技术引入到新产品中,如IEEE1588等。并取得了高精度的同步指标。 重要产品分类如下:各类时频终端(1)时间服务器(带监测功能)时间频率分配器(2)远距离高精度时统设备这类设备主要用于军 事领域,如雷达组网等,这是公司在现有产品基础上(50公里,5纳秒同步精度)。4)产品的行业应用在时间与频率的使用上各个行业有不同的需要,所以公司在未来产品定位上将就针对行业需要,定制不同行业类型的产品。
成都可为科技股份有限公司是一家成立于2000年的成都,是专业从事信息化、智能化解决方案的、军民融合企业、高 端装备制造企业、知识产权试点企业和安全生产标准化二级企业。公司生产的卫星同步时钟已广泛应用于、电力、安防、通信、教育、医疗、广电、大数据等领域,公司秉承“可为、有为、大有可为”的经营理念和“携手合作,大有可为”的价值观,以“立足科技、矢志创新、有所作为”为宗旨,不断拓展时间频率产品和智能监控产品的应用领域,致力于成为国内前列的信息化、智能化解决方案提供商和服务商。成都可为是专业从事信息化、智能化解决方案的、军民融合企业、高 端装备制造企业。
应用场景:广电领域:时钟系统主要是为全台提供统一的时钟信号源,保证播控室机房、演播室机房以及各子系统保持统一时间,同时也为现场工作人员提供准确时间信息,亦可远程为转播车内系统提供校时时间。教育领域:时钟系统主要功能是向在教学楼、实验楼、后勤楼等的教职工、学生和工作人员提供准确的时间信息,同时也为自动化设备、智能化网络与办公系统提供安全、标准、统一的时间源。使各部门的工作井然有序、协调一致,各工作和教学环节密切配合,确保各业务高速有序精确运行。时钟系统的安全性与准确性,为各事件的发生提供了时间追溯依据,是教学活动和考试组织等的基础。金融领域:数据中心的大部分服务器都有自己的本地时钟,获取网络时间源信号。由于网络传输的路由特性,网络时间信号源的精度不高,不同服务器的时间会有细小差别。时钟系统可以为所有服务器以及监控等终端设备提供准确、统一的时间,保证各业务的有序进行,以及数据中心内部安全性。机场领域:时钟系统可以为进/出港旅客及机场工作人员提供准确的时间服务,同时为计算机系统及其他弱电子系统提供同一、 准确的时间源。确保整个机场系统运行的准时、安全。主备式时间同步系统具有冗余配置和热备用无缝切换能力。提高系统稳定性能。四川抗干扰耐腐蚀时间同步设备装置/系统批发厂家
时间同步及监测装置由时间同步系统、时间监测系统、时间管理系统、时间管理终端共4功能模块组成。四川多功能输出时间同步设备装置/系统完全知识产权
为达到时钟同步系统智能化系统的建设目标,同步系统应具备统一授时、统一监测、统一管理三大功能,实现各系统的时钟同步系统从授时到用时的闭环管理,可管可控,发挥应有的作用。
1 统一授时
授时作为时钟同步的基础功能,时钟同步系统主要为全系统提供统一的时间坐标轴,时间溯源到UTC。
2 统一监测
时钟同步系统为系统内的各业务系统和设备提供了统一的时间坐标,但各业务系统和设备的同步情况是否达到设计目标,需要进行监测;业务设备和系统的分布位置,时间的动态连续性,无法通过静态观察来完成监测,系统内的时钟同步系统应完成各业务系统和设备同步性能的统一监测,保障业务系统及设备的同步时间基础。
3 统一管理
统一管理的主要作用是为整个系统的时钟同步系统相关设备进行统一管理,保证对被监测的时钟同步系统和相关业务设备系统同步性能的运行工况进行专业的管理、分析,提供合理的维护策略。
成都可为科技股份有限公司生产的CT-TSS4200时间同步监测系统是国内率先完成“统一授时、统一监测、统一管理”的智能时钟同步管理系统!该系统授时精度高、监测功能全 面、管理安全等特点,已在多行业成功应用并得到验证!
四川多功能输出时间同步设备装置/系统完全知识产权
成都可为科技股份有限公司致力于电子元器件,是一家贸易型公司。公司自成立以来,以质量为发展,让匠心弥散在每个细节,公司旗下时间同步系统,子母钟,数显钟,卫星授时深受客户的喜爱。公司将不断增强企业重点竞争力,努力学习行业知识,遵守行业规范,植根于电子元器件行业的发展。成都可为科技立足于全国市场,依托强大的研发实力,融合前沿的技术理念,飞快响应客户的变化需求。
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