基于BD-2/GPS组合导航校车安全服务系统定位研究

发布时间：2024-12-22 05:28

　　近年来，由于相撞、侧翻和超载等原因造成校车事故不断发生。基于BD-2/GPS组合导航系统“北斗校车安全服务平台”的出现，有效的减少了校车事故的发生和中小学生人员的伤亡。本平台能够实现对校车的定位和运行状况的实时监控管理，但定位数据易受到外界环境的影响，使得定位精度变差，无法实现校车的准确定位。为此本文针对北斗校车安全服务系统对提高BD-2/GPS组合导航系统定位精度的方法进行研究，论文的主要内容包括： 本文首先给出BD-2和GPS卫星位置和速度的计算方法。然后，分别介绍BD-2和GPS的时间系统，并通过分析比较，给出了二者的转换公式。同时，对于BD-2坐标系CGS2000与GPS坐标系WGS-84的转换给出了基本方法。最后，建立基于伪距和伪距率的BD-2/GPS组合导航的数学模型，并且对组合导航的定位性能进行评估。 针对基于伪距和伪距率组合非线性观测模型，深入研究卡尔曼滤波基本理论，分析比较常用的两种非线性滤波方法，即扩展卡尔曼滤波(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)。然后将EKF和UKF算法应用到BD-2/GPS组合导航系统中，通过仿真验证UKF算法比EKF算法具有更好的优越性...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 导航系统发展现状
        1.2.1 卫星导航系统发展现状
        1.2.2 北斗/GPS 组合导航系统研究现状
    1.3 导航数据融合算法的研究现状
    1.4 论文工作及结构安排
2 本文算法理论基础
    2.1 UT 变换理论
        2.1.1 UT 变换
        2.1.2 UT 变换采样策略
        2.1.3 UT 精度分析
    2.2 抗差估计
        2.2.1 抗差估计原理
        2.2.2 常用几种等价权函数的分析
    2.3 Helmert 方差分量
    2.4 本章小结
3 BD-2/GPS 组合定位模型设计
    3.1 BD-2 或 GPS 卫星坐标计算
        3.1.1 根据星历参数计算卫星位置
        3.1.2 根据星历参数计算卫星速度
    3.2 BD-2/ GPS 组合兼容定位关键技术
        3.2.1 空间基准统一
        3.2.2 时间基准统一
    3.3 BD-2/GPS 组合定位的数学模型
        3.3.1 校车运动模型
        3.3.2 BD-2/GPS 组合导航系统的误差模型
        3.3.3 BD-2/GPS 组合导航系统的观测模型
        3.3.4 BD-2/GPS 组合导航系统定位性能评估
    3.4 本章小结
4 BD-2/GPS 组合导航的非线性滤波算法
    4.1 CKF 滤波算法
        4.1.1 CKF 算法模型
        4.1.2 CKF 算法局限性
    4.2 EKF 滤波算法
        4.2.1 EKF 算法模型
        4.2.2 EKF 算法在 BD-2/GPS 组合导航中的应用仿真
    4.3 UKF 滤波算法
        4.3.1 UKF 滤波模型
        4.3.2 UKF 算法在 BD-2/GPS 组合导航中的应用仿真
    4.4 本章小结
5 自适应抗差 UKF 算法在 BD-2/GPS 导航系统中的应用
    5.1 抗差 UKF 滤波算法设计
        5.1.1 抗差 UKF 滤波思想
        5.1.2 抗差 UKF 滤波算法步骤
        5.1.3 抗差 UKF 算法在 BD-2/GPS 组合导航中的应用仿真
    5.2 自适应抗差 UKF 算法的设计
        5.2.1 抗差 Helmert 方差分量估计
        5.2.2 基于抗差 Helmert 分量比构造自适应因子
        5.2.3 自适应抗差 UKF 滤波算法步骤
        5.2.4 自适应抗差 UKF 算法在 BD-2/GPS 组合导航中的应用仿真
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：4019511