随着导航技术的不断发展和大量应用，国内高校很多都已经开设了导航及相关专业，但是长期以来都没有一个系统的行之有效的教学实验系统，尤其是和组合导航相关的教学实验系统更是空白。对此上海紫航电子科技有限公司同上海交通大学合作开发了适用于导航、制导、控制、无人车/船/无人机、自动驾驶、智能交通、智能控制、物联网通讯等专业的组合导航教学实验系统。 1. 组合导航开发实验系统的组成   组合导航实验系统，由一套教学用RTK基站和一套组合导航实验开发板组成。 本系统由RTK基站MS800A-ED、GNSS/INS组合导航教学实验开发板ZHDK3000A）、GNSS天线（AH3226  2只）、无线电台及其天线、JLINK开发仿真器及相关电缆、以及相关配套实验开发说明文档等组成。实验系统配备标准便携实验箱，携带方便，可随时展开实验和及时撤收实验。   2.系统性能和技术指标 该系统能实现模拟组合导航过程，在室外开阔地带实验，（具有卫星信号良好的状态下）可以开展高精度卫星定位原理实验和GNSS/INS 组合导航实验。 航向角0-360度 滚动角±180度 姿态角分辨率0.05度 位置精度0.25m 速度精度0.02m/s 更新率100HZ 连接RTK基站，能达到厘米级的高精度定位。 1）定位精度（GNSS）： RTK定位精度：2cm+1ppm（RMS） 2）航向精度指标：测量范围：0~359.99°，全温度的静态精度：0.3°，动态精度：0.5°，角分辨率：0.05°（GNSS双天线辅助，基线长>1米） 3）姿态精度指标：测量范围：俯仰角±90°，横滚角±180°，全温的静态精度：<0.3°，动态精度：0.5°，分辨率：0.05°（GNSS辅助） 4）速度精度：<0.1m/s 5）授时精度： 20ns（RMS） 6）准备时间：（数据稳定）120s（空旷无遮挡） 7）数据格式：标准NMEA-0183 ，CMR/CMR+，RTCM2.3，RTCM3.0，自定义数据格式 8）通讯接口：2个RS232 9）蓝牙：4.0 10）数据更新率： >50Hz 11）电气特性：输入电压：5V～36V DC（推荐12V DC），功耗：小于5.0W 3. 组合导航演示系统各分系统的构成 3.1GNSS/INS组合导航教学实验开发板（ZHDK3000A） ZHDK300A是一款GNSS/INS组合导航教学实验开发板，它是实验系统的核心部分，该硬件实验开发板用于组合导航核心算法的教学实验。 硬件资源主要包括有高性能板载惯性测量单元和高精度GNSS双天线接收机，处理器采用目前流行的ST公司STM32F405RG主频168MHz的ARM核处理器，板子上预留SWD仿真和烧写接口，外接4路串口，支持SD卡存储，同时支持蓝牙通信。ZHDK3000A外观图如图1-1所示。      （a）开发板外观图                           （b） 装壳外观图   图1-1  ZHDK3000A外观图 3.1.1GNSS天线（AH3226） 为了便于应用于无人机、智能小车，GNSS天线采用结构小、重量轻的设计，采用八臂四馈零相位技术，保证了高精度和高可靠性，支持进口和国产的大部分RTK高精度GNSS接收板卡，AH3226天线外形如图1-3所示。   顶视图                              侧视图 图1-2  GNSS天线AH3226 性能指标： 支持定位信号 BDS：B1、B2、B3 GPS：L1、L2 GLONASS：G1、G2、G3 GALILEO：E1、E5B 极化方式 右旋圆极化(RHCP) 天线轴比 <2dB（天顶位置） 水平面覆盖角度 360° 天线单元最大增益 ≥5dBi 输入阻抗 50Ohm LNA增益 26dB±2dB 噪声系数 ≤2dB 输出端口驻波比 ≤2.0 带内增益平坦度 ±2dB 总增益 36dB±2dB 工作电压 3.0~16VDC 工作电流 23~35mA 接口类型 SMA线缆（线长0.50米） 工作温度 -40°C~+85°C 存储温度 -55°C~+85°C 相对湿度 5%~95%（无凝结）       3.1.2 无线电台 无线电台 ZH61-DTU-433T17D是高速型433M无线数传电台，内置高性能单片机和高速无线RF芯片，串口透明传输，工作在425～450.5MHz频段（默认433.0MHz），发射功率 50mW 。   图1.3  无线数传电台 支持高速连续传输，不限收发数据包长度； 数据连续不断帧分包，完美支持 数据连续不断帧分包，完美支持 ModMod Bus 协议； 支持传输密文有效提高用户数据的保性； SMA -K接口，可方便连接同轴电缆或外置天线接口。   3.1.3DAP仿真器 DAP仿真器支持下载和在线仿真程序，支持XP/WIN7/WIN8/WIN10这四个操作系统，免驱，不需要安装驱动即可使用，支持KEIL和IAR直接下载。（详见配套文档）   图1-4  DAP仿真器  GNSS/INS组合导航实验开发板ZHDK3000A GNSS/INS组合导航教学实验开发板ZHDK300A是实验系统的核心部分，该硬件实验开发板用于组合导航核心算法的教学实验，ZHDK3000A结构组成如图1-6所示。       图1-5  ZHDK3000A组成图 ZHDK3000A配置有高性能的板载惯性测量单元IMU，采用ADI公司的ADIS16365，性能优异，稳定可靠。卫星接收模块采用诺瓦泰高精度GNSS双天线接收板卡OEM718D，支持高精度RTK，配合上海紫航电子科技有限公司的参考基准站，能使系统实验精准可靠。 3.1.4高性能惯性测量单元ADIS16365 ADI公司的MEMS惯性测量单元 (IMU) ADIS16365模块以多轴方式组合精密陀螺仪、加速度计，即便是在极为复杂的应用和动态环境下，也能可靠地检测并处理多个自由度(DoF)。惯性测量单元ADIS16365模块出厂已经进行了完整的校准、嵌入式补偿和传感器处理。   图1-6  惯性测量单元 (IMU) ADIS16365 ADIS16365的主要特点： 三轴数字陀螺仪测量范围：±300°/秒 正交对准精度：<0.05° 三轴数字加速度计测量范围：±18 g 启动时间：180 ms 休眠模式恢复时间：4 ms 校准温度范围：-40°C~+85°C 带宽：330 Hz 数据输出速率：>100Hz 内部嵌入式温度传感器 ADIS16365器件均为完整的惯性系统，内置一个三轴陀螺仪和一个三轴加速度计，各传感器器件均集业界领先的MEMS技术与优化动态性能的信号调理功能于一体，出厂校准针对各传感器的灵敏度、偏置、对准和线性加速度（陀螺偏置）进行校准。因此，各传感器均有其自己的动态补偿公式，可提供精确的传感器测量。

成果简介：项目在星地高精度时间同步和数据同步仿真等技术方面取得了突破性的进展，并设计研发了GPS欺骗干扰模拟设备。该设备可用于多卫星导航系统间信号的干扰和抗干扰的研究。 项目来源：横向项目 技术领域：信息技术/地球观测与导航技术 应用范围：潜在合作领域 现状特点：国内先进 技术创新：星地高精度时间和数据同步仿真技术 所在阶段：研发阶段 成果转让方式：合作开发

导航系统辅助增强设计合作方：哈尔滨工业大学合作方式：技术开发

功能:在机场帮助乘客携带行李导引到指定区域或者跟随人行走，速度每秒 1.5 米。

由于卫星信号采用扩频通信的机制，信号功率到达地球表面时的功率极低（一般认为SNR=-30dB）,因此非常容易受到有意或者无意的干扰，传统北斗接收机如果不采取特别措施，在干扰环境中会大大降低导航定位的精度，甚至完全丧失定位能力。 抗干扰数字板基于阵列信号数字波束形成的基本原理，自适应地在强干扰方向形成波束零陷，提高输出信号的信干噪比，使得导航定位接收机在强干扰环境下也能够有足够的导航定位能力和定位精度，提升了整个导航定位系统的稳健性。 本系统指标在国内领先，性能稳健。抑制单个宽带干扰最大干信比：95 dB；抑制两个宽带干扰最大干信比：88dB；抑制三个宽带干扰最大干噪比：78 dB。 信号处理板通过4个射频通道与射频天线端相连，并通过16位AD采集模拟信号送至FPGA进行抗干扰处理，把干扰抑制之后通过DA把数字信号转换为模拟信号送至射频天线前端进行模拟上变频以送至标准解码器，最后标准解码器进行导航信息解码并送至PC机显示，如图1。 针对实际空载应用，设计的面积更小的数字处理板尺寸为60mm×90mm，满足空载空间有限的应用。输入为4路AD信号和时钟信号，输出为模拟中频信号，经过上变频后采用标准接收机进行解码，如图2. 图1 圆形干扰抑制数字板 图2 小型长方形干扰抑制数字板及天线

由于卫星信号采用扩频通信的机制，信号功率到达地球表面时的功率极低（一般认为SNR=-30dB）,因此非常容易受到有意或者无意的干扰，传统北斗接收机如果不采取特别措施，在干扰环境中会大大降低导航定位的精度，甚至完全丧失定位能力。抗干扰数字板基于阵列信号数字波束形成的基本原理，自适应地在强干扰方向形成波束零陷，提高输出信号的信干噪比，使得导航定位接收机在强干扰环境下也能够有足够的导航定位能力和定位精度，提升了整个导航定位系统的稳健性。信号处理板通过4个射频通道与射频天线端相连，并通过16位AD采集模拟信号送至FPGA进行抗干扰处理，把干扰抑制之后通过DA把数字信号转换为模拟信号送至射频天线前端进行模拟上变频以送至标准解码器，最后标准解码器进行导航信息解码并送至PC机显示，如图1。针对实际空载应用，设计的面积更小的数字处理板尺寸为60mm×90mm，满足空载空间有限的应用。输入为4路AD信号和时钟信号，输出为模拟中频信号，经过上变频后采用标准接收机进行解码，如图2.

已有样品/n该项目提供了一种导航信号扩频码优选技术，在待优选码族码长与目标码长不相等的情况下，通过计算截短码的平衡性和最大奇偶自相关旁瓣来确定截断点，并根据最大奇偶自相关旁瓣、干扰参数、最大频谱幅度、最大奇偶互相关进一步优选。与现有技术相比，码长的选取更自由，奇相关的考虑也更符合实际应用情况，实际工作环境中多址性能可提升2dB 以上。该项目可用于卫星导航系统信号设计，也可应用于其它码分多址系统的扩频码优化，在不改变系

成果简介：中国自主研制的北斗卫星导航系统从2009年起进入了组网高峰期，预计2011年完成第一期组网，形成覆盖中国及中国周边的区域性卫星导航系统，到2020年左右形成覆盖全球的卫星导航定位系统。卫星导航接收机是整个卫星导航系统基本功能的最终体现，用户通过卫星导航接收机完成卫星信号捕获跟踪，伪距、多普勒和载波相位等原始观测量的测量，导航电文解调，用户位置、速度解算等，应用卫星导航进行定位、测速。北京理工大学雷达技术研究所开发研制的北斗二号基本导航型用户机是北斗二号卫星导航系统中非常重要的一个环节，是

本发明公开了一种篮球飞行轨迹导航装置，包括支架和导航限位机构，其中，支架为成对布置的两个，包括底座、立柱以及设置在立柱上的两个托架，两个托架在对应支架上沿竖直方向的相对距离可调整；导航限位机构为两个，每个导航限位机构包括限位发起单元和限位接收单元，分别设置在同一高度处的两托架上，用于产生水平方向的高度限位标记，通过调整两个导航限位机构的相对高度，使高度限位标记作为篮球飞行轨迹抛物线的最高点的最高极限高度和最低极限高度，从而使得两高度限位标记之间的区域成为篮球飞行轨迹有效区间，从而对篮球飞行轨迹实现控

本技术涉及一种惯性导航系统的运动对准方法，即如何在运动情况下借助GNSS信息提供惯性导航系统的初始姿态。在舰载机、制导弹药、水下无人潜航器和地面机动车辆等应用中，要求INS能够在运动过程中进行对准。目前运动对准的主流方法借鉴了静态或准静态情况下的实现思路，即通常包括粗对准和精对准两个阶段。粗对准用于得到粗略的初始姿态，为精对准提供初始值。精对准通常采用基于泰勒级数展开的非线性滤波方法，如一阶线性近似的扩展卡尔曼滤波EKF等。采用EKF等非线性滤波方法进行精对准，需要知道较准确的惯性器件，例如陀螺和加速度计，以及外部速度/位置信息的噪声特性，而且要求粗对准提供的初始姿态误差不能过大，否则滤波器将不能在规定的时间内收敛到理想的精对准结果，有时甚至发散。  在本技术考虑的应用场合中，INS安装在运动载体上，INS的速度和位置信息由GPS或其他外部信息源给出。  本技术的特色和优势:在没有任何姿态先验初值的情况下可实现惯性导航系统的快速姿态对准，无需知道惯性器件及外部速度/位置信息的噪声特性，无需任何姿态初值，具有绝对的计算稳定性，不存在发散的情况，只要速度/位置辅助信息有效，能够在任意运动情况下实现姿态对准，大幅缩短载体导航前的准备时间。