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带有用户端自主完好性监测的多模GNSS接收机研究

发布时间:2018-04-04 11:37

  本文选题:多模GNSS接收机 切入点:用户端自主完好性监测 出处:《电子科技大学》2017年硕士论文


【摘要】:多模GNSS接收机是通过接收多个卫星系统的信号来进行定位的接收机,如利用GPS L1 C/A信号和BDS B1信号来进行用户坐标的定位。随着空间轨道上提供服务的全球卫星导航定位系统越来越多越来越成熟,多模GNSS接收机的使用将会越来越广泛。与此同时,对接收机的定位可靠性要求也越来越高,因此,业内提出了用户端自主完好性监测技术(Receiver Autonomous Integrity Monitoring,RAIM)用于提高定位结果的可靠性。RAIM是利用接收机定位冗余信息来检测故障并识别排除故障的技术,其核心是利用卫星冗余信息对导航定位解进行一致性检验,从而剔除不一致项,提高定位的可信度。因此,作者设计了基于GPS/BDS的多模GNSS接收机平台,并在平台上设计了RAIM算法来剔除故障,提高了卫星定位结果的可靠性。首先,作者设计了多模GNSS接收机。由定位原理切入,从单系统定位原理推论了多系统定位原理。基于多系统定位方程,研究了定位处理之前的处理过程,包括捕获、跟踪、同步、电文解析等,分析了单系统和多系统在这些过程中的异同,设计了针对GPS/BDS的多模接收机并改进了结构优化了设计。其次,基于多系统定位模型设计采用奇偶矢量法来监测用户端自主完好性从而提高了定位可靠性。RAIM技术是基于定位残差的一致性检测技术,所以对多系统定位方法的处理流程进行了改进,增加了RAIM算法,从而在检测识别到故障后能够剔除故障数据重新进行定位处理。RAIM算法具体采用奇偶矢量法来设计。研究了单个故障模型和多个故障模型,并设计统计量和门限对单故障和多故障进行检查和识别,从而监测卫星信号的完好性提高定位可信度。作者基于FPGA实现了多模卫星信号的捕获跟踪等,基于上位机实现了同步、电文解析和定位解算、完好性检测等过程。硬件部分有效的数据处理验证了设计对多系统卫星信号处理的有效性;软件部分首先进行了正常定位,然后对单个卫星故障模型和多个卫星故障模型进行仿真并通过RAIM算法处理得出了算法对单个故障处理有效,在多故障处理上还需要进一步提高的结论。
[Abstract]:The multimode GNSS receiver is a receiver that can locate by receiving signals from multiple satellite systems, such as GPS L1 C / A signal and BDS B1 signal to locate the user coordinates.With more and more satellite navigation and positioning systems in space orbit providing services, multimode GNSS receivers will be used more and more widely.At the same time, the reliability of the receiver is becoming more and more important, so,This paper puts forward the technology of receiver Autonomous Integrity monitoring raim, which is used to improve the reliability of location results. Raim is a technology that uses redundant information of receiver location to detect faults and identify and troubleshoot them.The core of this method is to use redundant satellite information to check the consistency of the navigation solution, so as to eliminate the inconsistent items and improve the reliability of the positioning.Therefore, the author designs a multi-mode GNSS receiver platform based on GPS/BDS, and designs a RAIM algorithm on the platform to eliminate faults and improve the reliability of satellite positioning results.Firstly, the multimode GNSS receiver is designed.The principle of multi-system positioning is deduced from the principle of single system positioning.Based on the multi-system positioning equation, the processing process before positioning processing is studied, including capture, tracking, synchronization, message analysis and so on, and the similarities and differences between single system and multi-system in these processes are analyzed.A multi-mode receiver for GPS/BDS is designed and its structure is optimized.Secondly, based on the multi-system localization model design, the parity vector method is used to monitor the self-integrity of the user, which improves the positioning reliability. Raim is a consistency detection technology based on the localization residual.Therefore, the processing flow of multi-system location method is improved, and the RAIM algorithm is added, so that the fault data can be removed to be re-located after detection and recognition. Raim algorithm is designed by using even and odd vector method.The single fault model and multiple fault models are studied, and the statistic and threshold are designed to check and identify the single fault and multiple fault, so as to improve the reliability of location by monitoring the integrity of satellite signal.The author realizes the acquisition and tracking of multi-mode satellite signal based on FPGA, and realizes the process of synchronization, message analysis and location calculation based on upper computer, integrity detection and so on.The effective data processing in the hardware part verifies the validity of the design for multi-system satellite signal processing.Then the single satellite fault model and multiple satellite fault models are simulated and the conclusion that the algorithm is effective for single fault processing and needs to be further improved by RAIM algorithm is obtained.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P228.4

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本文编号:1709794


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