基于北斗Ⅱ双频载体姿态测量系统的软件设计

发布时间：2017-07-05 06:29

  本文关键词：基于北斗Ⅱ双频载体姿态测量系统的软件设计

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【摘要】：基于导航卫星的载体姿态测量是指利用GPS或北斗卫星导航技术测量运动载体(飞机、舰艇和车辆等)的三维姿态(俯仰角、航向角和横滚角),它是航空、航海以及陆地导航的关键技术,在军事、民用、商用等方面具有广阔的应用前景。目前,随着我国北斗导航技术的发展,基于北斗载波相位差分技术的载体姿态测量已成为研究和应用的热点。由于基于单频卫星信号的姿态测量技术误差较大,初始化时间较长,且成功率较低,因此本文重点研究基于北斗“双频”卫星信号的姿态测量技术,在现有理论方法的基础上,设计了新型的双频姿态测量方法和相应的软件,并通过实验验证了方法的有效性。本论文研究的主要内容和创新之处在于：(1)研究了LAMBDA和TCAR相结合的双频整周模糊度求解方法。本文采用北斗1I平台B1、B2双频中巷组合,针对载体姿态测量中载波相位整周模糊度求解这一重点和难点问题,讨论了现有的算法的特点和不足,研究了LAMBDA和TCAR算法相结合的整周模糊度求解法。对比实验结果表明该方法能够有效提高整周模糊度求解的精度和成功率。(2)提出了层次校验的双频载体姿态测量方法(相关发明专利己公布)。在北斗Ⅱ双频载体姿态测量中,如何从多个整周模糊度候选解中筛选出正确的解是一个关键问题。本文提出采用基线长度作为约束,同时给予基线“层次性的角度增量”,并校验基线姿态求解结果的变化,从而从多个整周模糊度候选解中筛选出正确的解。该方法能够提高模糊度求解的成功率和效率,具有广阔的应用前景。
【关键词】：载体姿态测量系统 北斗Ⅱ 中巷组合 TCAR算法 层次校验
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN967.1
【目录】：

• 致谢6-7
• 摘要7-8
• ABSTRACT8-14
• 第一章 绪论14-23
• 1.1 课题的背景及意义14-15
• 1.2 国内外研究现状15-16
• 1.3 北斗Ⅱ概述16-21
• 1.3.1 北斗Ⅱ卫星导航系统简介16-19
• 1.3.2 导航定位误差19-21
• 1.4 论文的主要研究内容及章节安排21-23
• 1.4.1 课题来源21
• 1.4.2 论文的主要研究内容21-22
• 1.4.3 论文章节安排22-23
• 第二章 北斗Ⅱ双频载体姿态测量技术23-42
• 2.1 北斗Ⅱ载波相位相对定位原理23-29
• 2.1.1 载波相位观测方程23-25
• 2.1.2 载波相位差分25-29
• 2.2 北斗Ⅱ多频组合29-34
• 2.2.1 北斗Ⅱ多频线性组合29-33
• 2.2.2 北斗Ⅱ中巷组合33-34
• 2.3 双频周跳探测34-36
• 2.4 载体三维姿态测量原理36-39
• 2.5 CGCS2000到LLS转换39
• 2.6 双频载体姿态测量所需数据39-41
• 2.7 本章小结41-42
• 第三章 LAMBDA和TCAR算法相结合的整周模糊度求解42-52
• 3.1 引言42
• 3.2 整周模糊度求解常用方法42-45
• 3.2.1 直接双频模糊固定法42-43
• 3.2.2 北斗双频MTRC算法43-44
• 3.2.3 双频BFR-3DS~2算法44-45
• 3.3 北斗Ⅱ双频整周模糊度求解算法45-49
• 3.3.1 LAMBDA算法45-46
• 3.3.2 TCAR算法46-47
• 3.3.3 LAMBDA和TCAR算法相结合47-49
• 3.4 算法实验49-51
• 3.5 本章小结51-52
• 第四章 载体姿态角层次校验的模糊度检验法52-59
• 4.1 引言52
• 4.2 常用模糊度检验方法52-53
• 4.2.1 Ratio检验法52-53
• 4.2.2 统计检验法53
• 4.3 层次校验的模糊度检验法53-56
• 4.3.1 基线长度检验53-54
• 4.3.2 基本层次校验54-55
• 4.3.3 开关层次校验55-56
• 4.3.4 鲁棒层次校验56
• 4.4 算法实验56-58
• 4.5 本章小结58-59
• 第五章 系统软件设计59-63
• 5.1 系统软件功能59
• 5.2 软件设计59-62
• 5.2.1 软件界面设计59-61
• 5.2.2 软件数据处理模块61
• 5.2.3 双频姿态解算流程61-62
• 5.3 本章小结62-63
• 第六章 总结与展望63-65
• 6.1 本文的工作总结63-64
• 6.2 未来工作展望64-65
• 参考文献65-68
• 附录68-69
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况69

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本文编号：520879