卫星导航接收机测向技术应用研究与实现

发布时间：2017-05-27 01:03

  本文关键词：卫星导航接收机测向技术应用研究与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着卫星导航接收机技术的日益成熟与完善,卫星导航技术的应用已经拓展到了更多更新的领域中,在这些新的领域中非常重要的一项就是利用多个天线或者接收机对载体进行实时测向,即实时测量载体运动的姿态角,这无疑对测量精度与应用算法都提出了更高的要求。 为了满足测量精度要求,测向技术必须采取差分定位技术,并且采用精度比伪距更高的载波相位作为观测量；为了满足应用算法的要求,测向技术必须先实时地快速地解算出载波相位的整周模糊度。具体而言,为了构建精确的双差载波相位方程组,需要性能良好的接收机稳定地跟踪到足够的高仰角共同卫星,并测量到精确的本地坐标、卫星坐标及其载波相位,然后在设计软件程序中通过模糊度最小二乘去相关平差法,即LAMBDA算法与加权最小二乘法计算得到双差整周模糊度与实时的差分定位结果。同时,随时检测是否发生周跳现象是整周模糊度得到正确解算的前提。 本文首先从理论上研究差分定位技术的原理及方法,并阐释它的可行性以及讨论各种误差对它的影响；然后根据理论研究成果,设计合适的硬件平台并使用两台NovAtel公司生产的DL-V3型号接收机及其配套的天线等设备进行搭建,将该硬件平台提供的有关GPS卫星信号数据通过MATLAB软件编程处理计算,得到最终的测向结果；最后,对这些结果进行验证,进一步分析该差分定位技术的性能。 经过课题的实验证明,如果由两台性能良好的接收机所构成的基线能够共同锁定到足够多的高仰角卫星,就可以通过双次载波相位的差分定位技术实现该基线所在载体的测向结果。
【关键词】：GNSS 测向 差分定位 载波相位 整周模糊度
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P228.4
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1 引言7-9
• 1.1 测向的背景与意义7
• 1.2 测向的发展与前景7-8
• 1.3 论文的内容与结构8-9
• 2 测向的原理与方法9-14
• 2.1 坐标系的定义与转换9-12
• 2.1.1 地心地固坐标系9-10
• 2.1.2 当地水平坐标系10-11
• 2.1.3 载体坐标系11-12
• 2.2 测向的方法12-14
• 3 卫星导航接收机的绝对定位14-22
• 3.1 绝对定位的原理14-17
• 3.1.1 伪距的测量14-15
• 3.1.2 卫星坐标的解算15-17
• 3.2 绝对定位的算法17-20
• 3.3 绝对定位的误差20-22
• 4 卫星导航接收机的相对定位22-29
• 4.1 相对定位的原理与方法22-24
• 4.1.1 相对定位的原理22
• 4.1.2 差分定位的观测量22-24
• 4.2 载波相位的差分方式24-27
• 4.2.1 载波相位的单次差分24-26
• 4.2.2 载波相位的双次差分26-27
• 4.2.3 载波相位的三次差分27
• 4.3 相对定位的解算27-29
• 5 整周模糊度的确定29-42
• 5.1 整周模糊度的解算原理29-32
• 5.2 整周模糊度的解算过程32-39
• 5.2.1 整周模糊度的初始解32-36
• 5.2.2 整周模糊度协方差的降相关36-37
• 5.2.3 整周模糊度最优值的搜索37-39
• 5.3 整周模糊度的检验39-42
• 5.3.1 周跳的检验40-41
• 5.3.2 基线的验证41-42
• 6 测向的设计与实现42-47
• 6.1 测向的平台搭建42-43
• 6.1.1 平台设计的方案42
• 6.1.2 有用数据的获取42-43
• 6.2 测向的算法实现43-47
• 6.2.1 数据的处理过程43
• 6.2.2 数据的处理结果43-47
• 7 总结与展望47-48
• 参考文献48-50
• 附录50-53
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文53-54
• 致谢54

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 谢世杰,涂国志;星基RTK系统[J];测绘通报;2004年10期

2 袁洪,万卫星,宁百齐,李静年;基于三差解检测与修复GPS载波相位周跳新方法[J];测绘学报;1998年03期

3 赵蓓;王飞雪;孙广富;雍少为;;LAMBDA整周模糊度解算方法中的整数Z变换算法[J];弹箭与制导学报;2008年03期

4 刘玉梅;李博峰;;GPS双差观测值的方差-协方差分量估计[J];工程勘察;2007年07期

5 朱学勇;齐志强;;北斗测向技术研究[J];科学技术与工程;2009年17期

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本文编号：398477