移动平台上GNSS多天线基线解算方法研究
发布时间：2021-04-15 16:59
姿态信息是运载体的重要导航参数,利用移动平台上的多个GNSS天线精确确定载体的姿态参数是近年来发展起来的一项新的测姿技术,在航空重力、移动测图、海洋勘探与开发等方面具有广阔的应用前景。由于移动平台范围的限制,多个天线形成的基线长度一般只有几米,基线解算精度对姿态解算精度的影响比较大,因此如何获取每个历元高精度基线矢量,即如何正确解算每个历元各基线的模糊度是多天线测姿的关键。针对这一问题,本文主要开展了如下几个方面的研究:1)GNSS动态短基线网解算模型研究单历元短基线精密动态解算中,需要同时解算位置参数和模糊度参数。如果只用高精度相位观测,观测法方程存在秩亏问题,无法直接求解全部参数;常用的伪距+相位联合解算,由于伪距精度比较低,一般为相位观测值精度的1/100,导致法方程病态,解算的模糊度浮点解与正确模糊度偏离比较远,搜索空间比较大,搜索到正确模糊度的成功率比较低。如何获取比较准确的坐标（或基线）先验信息是单历元模糊度解算的关键。为了解决这一问题,本文提出将移动平台上多个天线作为移动网,分两步解算短基线的方案:首先,根据宽巷模糊度波长较长,模糊度易于固定的优势,及多个天线之间的位置关...
【文章来源】：长沙理工大学湖南省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图４．２三个天线同步观测卫星变化??
由于基线１２和１３的长度已知，精度为ｃｍ级。利用上述方案解算模糊度正确的历??元，输出的基线１２和１３的长度和其己知长度比较接近。为了更加直观地表现出三种方??案基线解算结果的正确性，分别绘制基线１２和１３的三个基线分量如图４．３、图４．４所示：???ａ案－??－疔案：??－ａ?Ｉ?．ｎ?ｒｉ／ｎ?？??Ｉ?＼＿＿??Ｘ?Ａ?＾???????????????????????????????Ｉ＇Ｉ’Ｉ＇Ｉ＿Ｉ＇Ｉ＇Ｉ＇Ｉ??４．５１ＫＩ０５?４．５２＼１?？５?４．５４＼Ｉ０５?４．５６ｘ１?？５?４．５８＼１?？５?４．６（１ｘ１０’?４．６２＼１？５?４．６４＼１０５??Ｅ?４?－ｊ??爱?２」?巧?ｎ?ｈａ??１?：?ｈ＿Ｋｉｒ??－４?－｜?＞?ｉ?１?１???ｉ?■?１?１?１?１?１?１?１?１??４．５？＼１０５?４．５２＼Ｉ０５?４．５４ｖｌ０５?４．５６＼１０５?４．５８ｘ１０５?４．６０＼１４．６２＼１０？?４．６４ｘ１０５??Ｍ?２?＂?Ｉ??Ｉ?１?￣?１１??Ｉ?ｉｊｒＭ＊??—＾＾￣ｒ－＂＇—Ｉ?Ｔ—??ｓ??■?１?Ｉ?＇?Ｉ?＇?Ｉ?１?Ｉ?Ｉ?■?Ｉ?Ｉ?１??４．５０＼１？５?４．５２＼１（）５?４．５４＼Ｉ０５?４．５６ｘ１０５?４．５８＼?１０５?４．６０＼１０５?４．６２＼Ｉ０５?４．６４＼?１０５??（？１＞周秒、??图４．３三种方案解算的基线１２的Ｘ、Ｙ、Ｚ分量变化??３２??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]GNSS差分码偏差处理方法及全球广播电离层模型研究[J]. 王宁波. 测绘学报. 2017(08)
[2]两种多天线GNSS定姿方法的精度分析[J]. 张方照,柴艳菊,柴华,丁磊香. 中国惯性技术学报. 2016(01)
[3]BDS/GPS精密单点定位收敛时间与定位精度的比较[J]. 张小红,左翔,李盼,潘宇明. 测绘学报. 2015(03)
[4]机载平台GPS定位方法与精度分析[J]. 郭忠磊,滕惠忠,张靓. 测绘与空间地理信息. 2014(10)
[5]采用GPS精密单点定位技术实时确定舰船位置与姿态[J]. 李黎,李浩军,王潜心,龙四春,王虎,张立亚. 测绘科学. 2014(10)
[6]GNSS载波相位多天线实时测姿系统的设计与实现[J]. 郑坤,董绪荣,刘亚涛,胡晓粉. 测绘科学技术学报. 2014(02)
[7]一种新的全球对流层天顶延迟模型GZTD[J]. 姚宜斌,何畅勇,张豹,许超钤. 地球物理学报. 2013(07)
[8]恒星日滤波的修正以及对高频GPS定位的影响研究[J]. 殷海涛,甘卫军,肖根如. 武汉大学学报(信息科学版). 2011(05)
[9]利用精密单点定位求解电离层延迟[J]. 张宝成,欧吉坤,李子申,袁运斌. 地球物理学报. 2011(04)
[10]一种检验GNSS相位模糊度整周解算有效性的方法[J]. 阳仁贵,刘根友,柴艳菊. 全球定位系统. 2011(01)
博士论文
[1]GPS非差精密单点定位模糊度固定理论与方法研究[D]. 郑艳丽.武汉大学 2013
[2]机载GPS动态定位定速与定姿理论研究及软件开发[D]. 王潜心.中南大学 2011
[3]基于地基GPS的中国区域电离层监测与延迟改正研究[D]. 章红平.中国科学院研究生院（上海天文台） 2006
[4]高精度GPS定位及地壳形变分析若干问题的研究[D]. 刘根友.中国科学院研究生院（测量与地球物理研究所） 2004
[5]差分GPS/INS组合定位定姿及其在MMS中的应用[D]. 孙红星.武汉大学 2004
[6]大地测量中不适定问题的正则化解法研究[D]. 王振杰.中国科学院研究生院（测量与地球物理研究所） 2003
[7]基于GPS的电离层监测及延迟改正理论与方法的研究[D]. 袁运斌.中国科学院研究生院（测量与地球物理研究所） 2002
硕士论文
[1]航空矢量重力测量中载体矢量加速度的确定方法[D]. 王丽红.解放军信息工程大学 2008
[2]GPS三维姿态测量技术研究[D]. 刘若普.上海交通大学 2008
[3]GPS单天线测姿系统研究[D]. 王辉.南京航空航天大学 2005
本文编号：3139730
【文章来源】：长沙理工大学湖南省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图４．２三个天线同步观测卫星变化??
由于基线１２和１３的长度已知，精度为ｃｍ级。利用上述方案解算模糊度正确的历??元，输出的基线１２和１３的长度和其己知长度比较接近。为了更加直观地表现出三种方??案基线解算结果的正确性，分别绘制基线１２和１３的三个基线分量如图４．３、图４．４所示：???ａ案－??－疔案：??－ａ?Ｉ?．ｎ?ｒｉ／ｎ?？??Ｉ?＼＿＿??Ｘ?Ａ?＾???????????????????????????????Ｉ＇Ｉ’Ｉ＇Ｉ＿Ｉ＇Ｉ＇Ｉ＇Ｉ??４．５１ＫＩ０５?４．５２＼１?？５?４．５４＼Ｉ０５?４．５６ｘ１?？５?４．５８＼１?？５?４．６（１ｘ１０’?４．６２＼１？５?４．６４＼１０５??Ｅ?４?－ｊ??爱?２」?巧?ｎ?ｈａ??１?：?ｈ＿Ｋｉｒ??－４?－｜?＞?ｉ?１?１???ｉ?■?１?１?１?１?１?１?１?１??４．５？＼１０５?４．５２＼Ｉ０５?４．５４ｖｌ０５?４．５６＼１０５?４．５８ｘ１０５?４．６０＼１４．６２＼１０？?４．６４ｘ１０５??Ｍ?２?＂?Ｉ??Ｉ?１?￣?１１??Ｉ?ｉｊｒＭ＊??—＾＾￣ｒ－＂＇—Ｉ?Ｔ—??ｓ??■?１?Ｉ?＇?Ｉ?＇?Ｉ?１?Ｉ?Ｉ?■?Ｉ?Ｉ?１??４．５０＼１？５?４．５２＼１（）５?４．５４＼Ｉ０５?４．５６ｘ１０５?４．５８＼?１０５?４．６０＼１０５?４．６２＼Ｉ０５?４．６４＼?１０５??（？１＞周秒、??图４．３三种方案解算的基线１２的Ｘ、Ｙ、Ｚ分量变化??３２??
ＧＰＳ周秒／Ｓ??图４．４三种方案解算的基线１３的Ｘ、Ｙ、Ｚ分量变化??绘制了三种方案解算的基线长度如图４．５所示：??ＩＳ?＊５１?？?５７?？５３?？５？?＊５５?＊５６?？?５７?＊?ＳＥ?＊５９?？?６?？ｆｉｌ?＊６２?？？３?＊?ｊ６＊??Ｘ?１０＊??２?Ｓｉ?｜?｜?（?｜?Ｊ?Ｉ?ＩＩ?Ｉ?＾?ｉｉ?ｉ??：—１＾１—⑷■外Ｉ秘＾」＿一，＿，ｉ，“丨叫：??２７ｔｓ?＊５１?４．５２?＊５３?＊５＊?＊５５?＊５６?＊?Ｓ７?？?ＳＢ?？５９?＊?Ｊ６?＊?Ｊａｌ?４ｊ６２?＊Ｊ６３?？？？??ｘ?ｉｂ＊??图４．５三种方案解算的基线１２和１３的长度??由图４．３和图４．４可知，三种方案解算的Ｘ、Ｙ、Ｚ基线分量基本一致，此外由图??４．５可知，三种方案模糊度固定正确的历元解算的基线１２和１３的１＜：度￣激光测距得到??的基线长度２．６５ｍ和２．８２ｍ比较接近，Ｋ统计结果为：三种方案得到的基线长度均值均??３３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]GNSS差分码偏差处理方法及全球广播电离层模型研究[J]. 王宁波. 测绘学报. 2017(08)
[2]两种多天线GNSS定姿方法的精度分析[J]. 张方照,柴艳菊,柴华,丁磊香. 中国惯性技术学报. 2016(01)
[3]BDS/GPS精密单点定位收敛时间与定位精度的比较[J]. 张小红,左翔,李盼,潘宇明. 测绘学报. 2015(03)
[4]机载平台GPS定位方法与精度分析[J]. 郭忠磊,滕惠忠,张靓. 测绘与空间地理信息. 2014(10)
[5]采用GPS精密单点定位技术实时确定舰船位置与姿态[J]. 李黎,李浩军,王潜心,龙四春,王虎,张立亚. 测绘科学. 2014(10)
[6]GNSS载波相位多天线实时测姿系统的设计与实现[J]. 郑坤,董绪荣,刘亚涛,胡晓粉. 测绘科学技术学报. 2014(02)
[7]一种新的全球对流层天顶延迟模型GZTD[J]. 姚宜斌,何畅勇,张豹,许超钤. 地球物理学报. 2013(07)
[8]恒星日滤波的修正以及对高频GPS定位的影响研究[J]. 殷海涛,甘卫军,肖根如. 武汉大学学报(信息科学版). 2011(05)
[9]利用精密单点定位求解电离层延迟[J]. 张宝成,欧吉坤,李子申,袁运斌. 地球物理学报. 2011(04)
[10]一种检验GNSS相位模糊度整周解算有效性的方法[J]. 阳仁贵,刘根友,柴艳菊. 全球定位系统. 2011(01)
博士论文
[1]GPS非差精密单点定位模糊度固定理论与方法研究[D]. 郑艳丽.武汉大学 2013
[2]机载GPS动态定位定速与定姿理论研究及软件开发[D]. 王潜心.中南大学 2011
[3]基于地基GPS的中国区域电离层监测与延迟改正研究[D]. 章红平.中国科学院研究生院（上海天文台） 2006
[4]高精度GPS定位及地壳形变分析若干问题的研究[D]. 刘根友.中国科学院研究生院（测量与地球物理研究所） 2004
[5]差分GPS/INS组合定位定姿及其在MMS中的应用[D]. 孙红星.武汉大学 2004
[6]大地测量中不适定问题的正则化解法研究[D]. 王振杰.中国科学院研究生院（测量与地球物理研究所） 2003
[7]基于GPS的电离层监测及延迟改正理论与方法的研究[D]. 袁运斌.中国科学院研究生院（测量与地球物理研究所） 2002
硕士论文
[1]航空矢量重力测量中载体矢量加速度的确定方法[D]. 王丽红.解放军信息工程大学 2008
[2]GPS三维姿态测量技术研究[D]. 刘若普.上海交通大学 2008
[3]GPS单天线测姿系统研究[D]. 王辉.南京航空航天大学 2005
本文编号：3139730
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