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通信基站天线测姿技术的研究与开发

发布时间:2022-07-13 13:49
  在移动通信领域中,通信基站天线工程参数是网络优化与维护的重要依据,直接影响网络信号覆盖范围、通信网络质量和用户感知。然而,传统天线姿态测量终端在设备成本与测量精度方面存在很多弊端。随着多天线GPS组合测姿技术的逐渐成熟,如何广泛应用于科技、军事、通信等各个领域成为研究热点。论文对惯性测量辅助双天线GPS组合测姿技术进行深入研究,主要包括以下内容:1.分析了惯性系统和GPS系统的测量原理及常见误差,并介绍了组合测姿技术中常见的参考坐标系及相互转化关系,对双差载波相位方程求解姿态角的过程进行详细推理。研究了求解整周模糊度的LAMBDA算法与AFM算法。在此基础上提出了一种基于惯性测量姿态角辅助AFM算法解算整周模糊度的方法,并通过组合滤波的方式对输出姿态角进行误差修正,提高整周模糊度解算速率和姿态角数据输出的稳定性。2.在理论建模的基础上,提出一种组合测姿系统的设计方案,详细叙述了组合测姿系统的硬件模块与软件设计。数据接收模块主要包括GPS模块与惯性测量模块,GPS模块选用Novteal公司的GPS-OEM接收板,惯性测量模块选用MPU6050板卡,分别对各个模块的原始数据及输出格式进行分... 

【文章页数】:77 页

【学位级别】:硕士

【文章目录】:
摘要
abstract
注释表
第1章 绪论
    1.1 课题背景与研究意义
        1.1.1 课题背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 研究现状及发展
    1.3 论文主要内容与结构安排
第2章 MIMU/GPS系统姿态测量原理
    2.1 MIMU姿态测量原理
        2.1.1 惯性测姿技术
        2.1.2 MIMU测量误差分析
    2.2 GPS的姿态测量原理
        2.2.1 GPS系统发展与构成
        2.2.2 GPS伪距测量定位
        2.2.3 载波相位测量基本原理
        2.2.4 GPS测量误差分析
    2.3 MIMU辅助双天线GPS组合测姿技术
        2.3.1 组合测姿方式
        2.3.2 紧组合测姿系统设计
    2.4 本章小结
第3章 MIMU辅助双天线GPS组合测姿算法
    3.1 常用坐标系及姿态角解算
        3.1.1 常用坐标系
        3.1.2 坐标系转换
        3.1.3 姿态角解算
    3.2 双天线GPS测姿算法
        3.2.1 载波相位双差观测模型
        3.2.2 双天线GPS测姿原理
    3.3 MIMU辅助双天线GPS整周模糊度解算
        3.3.1 LAMBDA算法
        3.3.2 AFM算法及其改进
        3.3.3 MIMU辅助AFM算法
    3.4 MIMU/双天线GPS测姿数据融合
        3.4.1 Kalman滤波数据融合方式
        3.4.2 组合测姿数据滤波设计
    3.5 本章小结
第4章 组合测姿系统的设计与实现
    4.1 组合测姿系统硬件框架
        4.1.1 GPS接收模块
        4.1.2 惯性测量模块
        4.1.3 天线模块
        4.1.4 数据处理器模块
    4.2 数据接收与处理模块
        4.2.1 GPS数据接收模块
        4.2.2 MPU6050 数据接收模块
        4.2.3 姿态解算模块
    4.3 姿态测量系统软件实现
        4.3.1 上位机软件设计
        4.3.2 下位机软件设计
        4.3.3 数据输出模块
    4.4 本章小结
第5章 组合测姿系统测试与分析
    5.1 组合测姿系统实现方法
        5.1.1 数据处理及研究方法
        5.1.2 试验环境
    5.2 组合测姿静态试验及误差分析
        5.2.1 姿态测量系统输出结果验证
        5.2.2 基线长度对组合姿态测量的影响
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 本文主要工作总结
    6.2 后续与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果


【参考文献】:
期刊论文
[1]基于采样点聚类和切换象限划分核查小区方位角[J]. 高峰,雷蕾,杜日览,黎峰,徐钽,李银,左修玉.  电信科学. 2017(05)
[2]改进LAMBDA算法实现BDS双频整周模糊度快速解算[J]. 王建敏,马天明,祝会忠.  系统工程理论与实践. 2017(03)
[3]MEMS惯性组件的误差特性分析与标定[J]. 于婷,孙伟,文剑.  传感技术学报. 2016(06)
[4]基于双ARM系统的MIMU航姿测量系统的研究及实现[J]. 吉云飞,孔令兵,蒋喆.  导航与控制. 2016 (03)
[5]一种GPS载波相位差分相对定位算法[J]. 王艳丽,雷继兆,赵笛.  计算机测量与控制. 2015(07)
[6]GPS/BDS组合姿态测量及精度分析[J]. 王珍,丁乐乐,黄恩兴,马强.  测绘通报. 2015(06)
[7]改进禁忌搜索算法在基站天线参数优化中的应用[J]. 李鸿儒,何迪.  移动通信. 2015(08)
[8]基于MPU6050传感器的哺乳期母猪姿态识别方法[J]. 闫丽,沈明霞,姚文,陆明洲,刘龙申,肖安磊.  农业机械学报. 2015(05)
[9]陆地导航中GNSS/陀螺仪组合实时测姿方法[J]. 甘雨,隋立芬,戚国宾,张鹤.  武汉大学学报(信息科学版). 2015(03)
[10]基于INS辅助CLAMBDA与AFM的GPS/INS组合导航测姿方法[J]. 丛丽,李二翠,张立杨,秦红磊,薛瑞.  系统工程与电子技术. 2015(04)

博士论文
[1]GPS电离层反演与地震—电离层效应研究[D]. 周义炎.武汉大学 2015
[2]微惯导/北斗深组合导航系统主要误差源抑制方法研究[D]. 王安成.国防科学技术大学 2014

硕士论文
[1]基于时钟同步一机双天线接收机的GPS/BDS姿态测量关键技术研究[D]. 成亚男.华东师范大学 2016
[2]GSM网络天线方位角核查系统的研究与实现[D]. 王栩楠.北京邮电大学 2010



本文编号:3660155

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