北斗二代定位算法优化设计与应用

发布时间：2017-10-01 00:36

  本文关键词：北斗二代定位算法优化设计与应用

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【摘要】：北斗二代卫星导航系统(Beidou Satellite Navigation System,BD2)是我国自主研发的导航定位系统,和当今发展已经非常完善的GPS导航系统相比BD2是-个处于建设中的定位系统,这一现状也影响了BD2在实际应用中推广普及。由于卫星导航系统在经济以及军事上存在着无法替代的重要作用和意义,不断完善和发展BD2系统是满足我国国家安全、经济与科技发展、社会进步等各方面的必然要求。随着BD2的不断发展必将逐渐的改变现今导航定位领域各系统的使用比重,改变GPS系统的垄断地位,增强我国维护国家权益的能力,增强我国的综合国力。 本文以影响导航定位实时性和精度的关键因素GDOP (Geometric Dilution Precision,几何精度因子)为线索,重点研究了卫星数、高度角和方位角、行列式值等影响GDOP值的因素,并基于这些因素与GDOP的关系提出了BD2选星算法的优化算法、BD2和GPS组合选星算法以及优化算法在车载无线视频监控系统中的应用。本文的主要工作包括： 1.北斗二代选星算法优化设计 分析北斗二代卫星导航系统位置解算原理,推导了GDOP值的表达式,得到GDOP值卫星定位精度间的关系：GDOP值越小,定位精度越高；分析了卫星数、卫星高度角和方位角与GDOP值的关系,基于该关系提出基于高度角的北斗快速选星优化算法。仿真实验表明,基于高度角快速选星算法是一种次优的选星算法,能够均衡定位精度和实时性的要求。 2.北斗二代和GPS联合定位方法 分析BD2和GPS系统间的差异性并基于单导航系统定位的理论基础,分析了BD2和GPS联合定位的理论模型；基于联合定位卫星数增多以及系统差异引入新的变量这一特性,提出基于行列式值的组合选星算法。实验仿真表明,该组合选星算法也是一种次优选星算法,能够根据参与位置解算卫星数目的变化满足不同定位精度的需求,同时实时性也较好。 3.BD2和GPS联合接收机设计与应用 分析了联合卫星接收机的设计原理以及组成,使用DSP以及国产的射频接收、处理芯片完成联合接收机的设计以及选星算法和最小二乘法位置解算；将该接收机使用到车载无线视频监控系统中,利用该系统实际测试接收机定位的效果并对实验结果进行分析。
【关键词】：北斗二代 GDOP 选星算法 联合接收机 车载无线视频监控系统
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P228.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势11-12
• 1.3 本文研究内容及结构12-16
• 1.3.1 研究内容12-13
• 1.3.2 论文结构13-16
• 第二章 北斗二代导航定位系统简介16-26
• 2.1 北斗卫星导航系统简介16
• 2.2 北斗二代导航系统组成16-18
• 2.3 北斗二代定位误差分析18-20
• 2.4 GDOP值与卫星定位精度关系20-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第三章 北斗二代导航系统选星算法的优化设计26-38
• 3.1 定位卫星数目与GDOP值关系26-27
• 3.2 卫星高度角和方位角与GDOP值关系27-30
• 3.3 传统的选星算法介绍分析30-32
• 3.3.1 最佳GDOP值法30
• 3.3.2 最大矢端多面体体积法30-31
• 3.3.3 基于高度角和方位角选星算法31-32
• 3.4 基于高度角的北斗快速选星算法32-37
• 3.5 本草小结37-38
• 第四章 北斗二代和GPS联合定位的方法38-48
• 4.1 北斗二代和GPS联合定位原理38-40
• 4.1.1 北斗二代和GPS的坐标系统38-40
• 4.1.2 北斗二代和GPS时间系统40
• 4.2 北斗二代和GPS联合定位基本模型40-42
• 4.3 北斗二代和GPS组合选星算法42-46
• 4.3.1 基于行列式值的组合选星42-44
• 4.3.2 基于行列式值组合选星仿真实验44-46
• 4.4 本章小结46-48
• 第五章 北斗二代和GPS联合接收机设计及应用48-62
• 5.1 北斗和GPS联合接收机原理48-49
• 5.2 北斗和GPS联合接收机的设计49-54
• 5.3 北斗二代和GPS联合接收机在ITS统中的应用54-59
• 5.4 车载监控终端的外场测试结果59-61
• 5.5 本章小结61-62
• 第六章 全文总结及展望62-64
• 6.1 全文总结62-63
• 6.2 未来展望63-64
• 参考文献64-68
• 致谢68-70
• 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果70

【参考文献】

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本文编号：951363