卫星导航仿真测试系统的数据仿真与处理

发布时间：2017-10-01 13:27

  本文关键词：卫星导航仿真测试系统的数据仿真与处理

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【摘要】：卫星导航仿真测试系统是接收机进行仿真与测试的重要组成部分。它可以为导航信号的分析、定位性能的提高等产生很大作用。不同场景下的接收机应用于不同载体上，仿真测试系统能够模拟出不同载体在不同环境下接收机天线端接收到的信号。本文对卫星导航仿真测试系统中的坐标、时间基本参照量进行了研究；分析了导航信号的误差模型；对载体轨迹进行了仿真；对导航数据进行了处理。 首先，介绍了卫星导航仿真测试系统的发展背景和国内外研究现状。 然后，介绍了GPS卫星导航信号的结构，建立仿真测试系统的导航信号生成模型；对仿真测试系统的时间、误差等参数进行研究；并且建立了卫星时钟误差、电离层误差和对流层误差模型，重点仿真与分析了电离层误差对接收机定位的影响，经过误差修正后，接收机的定位精度提高。 其次，研究了导航定位中常用的坐标系以及各种坐标系之间的转换，对仿真测试系统中的汽车、飞机、舰船和导弹的相应运动状态进行建模，并验证该系统的轨迹与接收机得到的轨迹是否吻合。 最后，对接收机处于静态时的位置进行测量，并根据已经建立的坐标转换模型和时间转换模型，，用MATLAB处理接收机接收到的导航数据，可以判断出其定位结果与仿真测试系统发出的信号是否一致。提出用双频计算方法测伪距，接收机使用第二频率测距，可以降低电离层引起的误差。
【关键词】：卫星导航 仿真测试系统 轨迹仿真 导航信息数据处理
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN96.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 卫星导航系统的发展现状10-13
• 1.2 卫星导航仿真测试系统国内外研究现状与发展动态13-16
• 1.2.1 架构及发展13-14
• 1.2.2 国内外相关研制情况14-15
• 1.2.3 发展趋势15-16
• 1.3 本课题研究的意义16-17
• 1.4 本文的主要内容17-18
• 2 GPS 信号仿真测试系统的原理组成18-29
• 2.1 GPS 卫星导航信号的结构18-19
• 2.1.1 GPS 卫星信号的产生原理18-19
• 2.1.2 直接序列 PRN 码的产生19
• 2.2 仿真测试系统导航信号生成19-27
• 2.2.1 一般信号模型19-22
• 2.2.2 信号生成原理22-27
• 2.3 电文结构27-28
• 2.4 小结28-29
• 3 主要时间系统与误差模型29-41
• 3.1 常用时间系统29-30
• 3.2 时间系统转换30-32
• 3.3 主要误差模型32-39
• 3.3.1 卫星时钟误差32-33
• 3.3.2 对流层误差33-35
• 3.3.3 电离层误差35-37
• 3.3.4 电离层误差仿真37-39
• 3.4 小结39-41
• 4 载体运动轨迹仿真41-64
• 4.1 常用的坐标系以及坐标系间的转换41-46
• 4.2 汽车运动轨迹仿真46-49
• 4.2.1 直线行驶仿真46-48
• 4.2.2 爬坡行驶仿真48-49
• 4.3 飞机飞行轨迹仿真49-58
• 4.3.1 水平匀速直线飞行仿真50-52
• 4.3.2 转弯状态仿真52-53
• 4.3.3 爬升/俯冲状态仿真53-54
• 4.3.4 沿航路点飞行仿真54-56
• 4.3.5 转弯爬升仿真56-58
• 4.4 舰船运动轨迹仿真58-60
• 4.5 导弹运动轨迹仿真60-63
• 4.6 小结63-64
• 5 导航信号数据处理64-77
• 5.1 接收机解算后导航数据处理64-73
• 5.1.1 NMEA0183 数据格式64-66
• 5.1.2 接收机定位实验方案66-67
• 5.1.3 实验数据处理67-70
• 5.1.4 经纬高转化为 XYZ 坐标70-73
• 5.2 双频计算73-76
• 5.2.1 双频计算的流程73-75
• 5.2.2 双频计算的结果75-76
• 5.3 小结76-77
• 6 总结与展望77-78
• 参考文献78-82
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果82-83
• 致谢83-84

【参考文献】

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本文编号：953720