中国区域新卫星导航定位系统（NCAPS）核心解算算法

导航是一个技术门类的总称，是引导飞机、船舶、车辆以及个人(总称作运载体)安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地的一种手段。以前，人们主要利用太阳、星星等自然天体。现在人们利用的导航系统主要有：天文导航系统、惯性导航系统、无线电导航系统三大类。其中天文导航是最早被人们利用的一种导航方法，但这种方法存在受自然条件、天气、时间制约、精度低等缺点。惯性导航是20世纪40年代发展起来的一种导航方法，由于其抗干扰性强，被广泛应用在车、船、飞机当中。无线电导航是利用无线电电波的波速进行导航的方法，根据导航基点可分为陆基导航和空基导航。陆基导航系统的代表有罗兰和奥米伽系统。空基导航系统代表有美国的GPS和俄国的GLONASS卫星导航系统。NCAPS系统是我国科学家最近提出的一种新的卫星导航系统。其主要原理是：地面控制站利用通信卫星(而不是专用的导航卫星)转发导航电文给接收机，接收机利用导航电文解算出本地位置。CAPS系统同GPS和GLONASS系统最大的区别在于NCAPS的卫星参考基点是一个虚拟点，而其实际参考基点在地面控制站上。NCAPS导航系统的最大优势是：在不影响用户定位精度的条件下，可大大降低整个系统的研制、运行和维护成本。本文详细讨论了NCAPS导航系统的原理并推导出NCAPS系统的定位方程。对于定位方程的解法，除了传统的线性化方法和最小二乘法外，还提出了利用优化算法来求解方程。最后还讨论了Kalman滤波的基本原理及在NCAPS导航系统中的应用。