高精度载波相位差分定位技术及其应用研究

发布时间：2017-10-04 08:00

  本文关键词：高精度载波相位差分定位技术及其应用研究

  更多相关文章： RTK 载波相位 LAMBDA 降相关 整周模糊度动态确定 PSO

【摘要】：随着我国的经济发展和科技进步，各类定位服务对定位精度要求越来越高。基于GPS定位实现的双差动态差分定位(real-time kinematic,缩写为RTK)是目前工业应用中能实现的精度最高的定位服务。然而存在整周模糊度问题，为此流行的做法是采用马尔科夫估计得到模糊度浮点解和其协方差阵，但双差测量值不同的权重，导致搜索空间扁长，不利于搜索，为此，采用降相关算法把搜索域转换到相关性弱的空间。 本系统为了达到求解模糊最好效果，同时考虑降相关耗时和搜索耗时两方面。 （1）实验分析了三种常用的降相关算法性能，得出整数高斯算法降相关效果稍差于乔里斯基算法，但其耗时明显少于乔里斯基算法，本着RTK实时性需求，本系统采用耗时较少的连续二维的高斯变换实现降相关。 （2）该进PSO算法搜索模糊度整数解。权重因子ω采用适时变化的种群成熟度来描述；针对粒子群算法收敛快，群体多样性急速降低，易陷入局部最优，采用遗传算法变异思想，对种群采用分群策略，次优和最差采用交叉变异，对达到最优的个体按给定的概率Pm进行随机变异，采用对已达到最优位置的粒子按给定概率进行随机变异的策略避免局部最优；对已经达到最优的s个粒子计算得到平均适应度Fave，当最大适应度与平均适应度小于某一数值时，算法结束。 实验分析，得出基于模糊域的整周模糊度搜索，降相关是实现成功搜索的关键。通过基线向量对比Lambda算法和改进的粒子群算法求解整周模糊度的定位精度，得出改进PSO算法解算精度为20cm，次于LAMBDA算法，但搜索耗时较少。 系统设计方面，两根相距四米的GPS天线。二次开发接收机，输出RINEX格式数据，通过编写的上位机串口软件，，采集数据并保存到文档中。
【关键词】：RTK 载波相位 LAMBDA 降相关 整周模糊度动态确定 PSO
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P228.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题背景和意义9-11
• 1.2 论文的主要工作11-12
• 1.3 论文的组织结构12-14
• 第二章 差分 GPS 理论14-36
• 2.1 差分 GPS 概述14-15
• 2.2 GPS 信号及其导航电文15-20
• 2.2.1 GPS 卫星信号15-17
• 2.2.2 导航电文格式17
• 2.2.3 空间坐标系17-19
• 2.2.4 时间系统19
• 2.2.5 轨道理论19-20
• 2.3 GPS 测量及其误差20-26
• 2.3.1 伪距测量20-22
• 2.3.2 载波相位测量22-25
• 2.3.3 测量误差25-26
• 2.4 相对定位26-33
• 2.4.1 相对定位27-30
• 2.4.2 双差载波相位测量的根本问题30-33
• 2.5 数据链33-34
• 2.6 本章总结34-36
• 第三章 整周模糊度求解技术36-56
• 3.1 研究现状36-37
• 3.2 LAMBDA 算法37-43
• 3.2.1 牛顿迭代及其线性化37-38
• 3.2.2 马尔柯夫估计38-39
• 3.2.3 LAMBDA 算法39-43
• 3.3 双差模糊度降相关研究43-49
• 3.3.0 整数高斯变换44-47
• 3.3.1 基于矩阵乔里斯基分解的降相关47-49
• 3.3.2 基于矩阵 QR 分解的 LLL 模糊度降相关49
• 3.4 微粒群算法求解49-55
• 3.4.1 标准微粒群算法50-52
• 3.4.2 改进粒子群算法52-55
• 3.5 本章总结55-56
• 第四章 系统硬件设计56-67
• 4.1 系统整体设计56-57
• 4.2 基带板电路57-66
• 4.2.1 电源57-58
• 4.2.2 DSP 芯片及其外围电路58-63
• 4.2.3 外部存储器接口（EMIF）63-65
• 4.2.4 时钟电路65-66
• 4.3 本章总结66-67
• 第五章 系统软件设计与实验分析67-79
• 5.1 开发环境及系统架构67-69
• 5.1.1 系统结构67-68
• 5.1.2 通信协议68-69
• 5.2 下位机软件设计69-72
• 5.3 上位机软件设计72-74
• 5.4 实验分析74-78
• 5.5 本章总结78-79
• 第六章 总结与展望79-82
• 6.1 本文完成工作总结79-80
• 6.2 本文的结论与展望80-82
• 参考文献82-86
• 致谢86-88
• 附录（攻读硕士期间所获得的奖项）88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：969488