北斗二代卫星导航系统定位优化仿真研究

发布时间：2020-03-11 10:25

【摘要】：随着我国北斗二代卫星导航系统的建设与发展,在各领域的应用越来越广泛,定位精度要求也越来越高。为了提高卫星导航系统的定位精度和稳定性,对原有的定位解算算法进行优化处理。首先分析了现有的定位解算算法、定位误差,对误差修正方法进行了仿真分析并提出了改进型加权最小二乘法,运用卫星测距误差权矩阵和卫星噪声权矩阵进行拟合得到最终的加权矩阵,以提高定位精度。仿真结果表明,优化后的加权最小二乘算法提高了北斗二代卫星导航系统的定位精度和稳定性。优化后定位结果能更好的满足各行业用户的定位需求。
【图文】：

电离层,仿真结果

电离层垂直延迟修正值可以用Ｋｌｏｂｕｃｈｍ■模型求解逦是用户本地时间和导航系统时间偏差，伪距观测量和卫星逡逑Ｉ＼（ｔ）＝逦的空间位置（Ａ，都是已知，这样就可以求出四个未知逡逑［５ｘ｜０－％Ａ２Ｃ0ｊ２ｊ＾ｒ邋５0４00）１逦｜ｔ＿５０４０００｜＜Ａ４／４逦量［＼，７？邋人人］。则邋表示实际的观测量。因为伪距逡逑１逦４邋Ｊ逦（８）逦方程都是非线性的，所以不能直接用最小二乘法，需要对方逡逑Ｌ逦５ｘｌ０＂９－逦｜ｔ－５０４０００邋｜＾Ａ４／４逦程采用一阶泰勒级数进行线性化。对原方程进行转化和多逡逑其中，Ａ２为白天电离层延迟余弦曲线的幅度，用ａ？系数得到逦次迭代才能得出结果。逡逑「Ａ邋＋邋（ｚ２ｃ／）ｗ邋＋邋ａ３０２ｗ邋＋邋ａ４＜／＞３ｗ邋Ａ２邋＾邋０逦４．２邋加权最小二乘法逡逑Ａ７邋＝邋ｌ逦（９）逡逑＿逦１逦0逦／４２邋＜邋０逦加权最小二乘法是在最小二乘法的基础上实现的，它是逡逑Ａ４是余弦曲线的周期，利用导航电文中的系数计算采用一个加权矩阵ｗ对观测量进行加权，从而得到不同于最逡逑得到：逦小二乘法的代价函数。逡逑３逦Ｊ｛ｘ）邋＝邋｛Ｙ邋－邋Ａ＇ｘ）ＴＷ（Ｙ邋－邋Ａｘ）逦（１４）逡逑（１０）逦［Ａ邋0邋…0１逡逑［邋７２０００邋Ａ４邋＜邋７２０００逦ｗ邋＝逦０逦瓜２邋．．．邋0逡逑仿真结果如图３。逦：逦；逦：逡逑Ｌ邋０逦０逦．．．邋ＴＩＴ邋ｍ－逡逑＝１０逦，逦？逦．逦ｘ轴定位误翻逦｜逦４．３卡尔曼滤波法及其扩展逡逑ｉｓ＿逦ｂ逦Ｉ逦卡尔曼滤波是作为一个不断预测和修正的过程，也就是逡逑Ｉ逦＿逦说得到的前一个估计值和最后的观察数据，进行不断的迭代逡逑０，２３逦７逦８逦９逦１０

流程图,流程,加权矩阵

卫星组成，即卫星分布在三个不同高度的轨道上，正是这种逡逑特点也就导致了卫星的定轨误差的不同，，本文提出的优化算逦ｎｒｓｗｆｅｆｔｉ逡逑法是采取两个加权矩阵并拟合权重的方法对最小二乘法进逦｜获取}蔽佬堑男抢畔ⅲ义闲杏呕慕ｅ危ⅲⅲⅲ义希澹樘觳铄义霞尤ň卣蠓治佬遣饩辔蟛钊ň卣蠛臀佬窃肷ň卣螅危ㄥ五义县每焖傺⌒撬悖椋垦≡窈鲜实奈拦义戏直鹩镁卣螅泻途卣笕〗屑尤ㄥ危巍ⅲ义希蝈澹撸殄呜唬和佬堑奈蟛睿桑钊ň兀咤澹煌尚堑脑肷尤ň夭义希蓿恚澹镥义希绣澹藉澹幔玻眨牛遥牛族澹藉澹祝у澹藉危ǎ保罚╁危夂狭健謿0：到最终“灥逡逑逦丨获取伪置＇ｌａｎ逦逡逑Ｗ邋＝邋Ｒ￣＇邋＝邋ｄｉａｇ＼＼／ａ］，＼／（ｘ＼，－邋ｌ／0－２Ｊ邋（１８）逦Ｉ邋设置待邋P椭地义嫌捎谡饬礁黾尤ň卣蟛⒉皇嵌懒⒌模肷某鱿质票赜板呜扑阄保壕嗖胁睿桢五义舷熳盼佬堑牟饬课蟛睿绻礁黾尤ň卣笾苯拥颖慊嵫现劐呜苀观：测矩阵丨逡逑影响着定位解算结果。所以就需要对两个矩阵进行拟合得逦丨计x正量丨逦丨修正—Ｈ逡逑到最终的加权矩阵。采取平均加权法来求取平均权重值，通逦？逡逑过计算可得到平均的权重值逡逑Ｐ邋＝邋Ｐ邋？邋Ｉ／ｎ逦（１９）逦丨Ｊ结果Ｉ加权最小二乘算法逡逑从而可以得到不同卫星所要加权的权重值逡逑Ｐ，Ｅ0邋＝邋Ｐ，Ｅ0－ｌＴｎ邋＝邋（ｔｒＬ邋＋ｗｍＪ／（ｗ＾ａｌ0）邋（２０）逦Ｓ邋４邋定位优化算法流程图逡逑＾＝＾0－／Ｖ２邋＝邋（＾＋＾）／（ｖ＾）邋（２１）逦ｇ逦k喂闶鼻湫闹嵘系膥#逡逑户／ＧＳ０邋＝邋Ｐ／ＧＳＯ邋？邋’邋’２邋＝邋（0■扣。＋邋Ｍ；咖）／（yU

【相似文献】