惯导辅助BDS/GPS高精度动态定位模型研究
发布时间：2021-01-11 09:05
GNSS与INS组合系统能够提供连续、可靠以及丰富的导航信息,近几十年来,被广泛应用于军事活动以及国民经济活动中。面向地理信息的快速获取与更新需求,高精度位置信息的支撑不可或缺。本文重点针对INS辅助的BDS/GPS高精度定位理论进行深入研究,内容涵盖INS误差随机建模方法、INS系统快速对准模型、BDS/GPS融合高精度定位模型、GNSS/INS组合导航模型、自适应交互式多模型滤波、INS辅助周跳探测与修复、INS辅助BDS/GPS单频/双频模糊度固定、INS辅助快速精密单点定位等几个方面,取得的主要研究成果如下:（1）惯性系统的初始对准速度和精度直接影响导航系统的性能,针对似静态的惯性平台,提出了基于RTS滤波辅助的迭代初始自对准算法。在前向精对准完成后,采用RTS滤波进行姿态更新,利用RTS姿态信息和器件误差估值作为约束信息,进行迭代初始对准。模拟数据和实测数据分析表明,提出的算法能够有效提高对准速度和精度。（2）GNSS动态定位中周跳的频繁发生直接影响定位效率,而传统观测值组合法主要受伪距观测值精度以及电离层误差的影响。提出了INS辅助的紧组合周跳探测算法,构造了不同观测值组合...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：247 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
GPS卫星一天内星下点轨迹Figure1-1GroundtracksofGPSconstellationinoneday
1 绪论1.1.1.2 北斗卫星导航系统（BDS）北斗卫星导航系统是我国自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。自 199年 BDS 开始从区域导航系统向全球导航系统发展，并计划在 2020 年左右建成全球覆盖的导航系统，向全球用户提供可靠的导航、定位与授时服务。与 GPS 系统不同的是 BDS 系统的卫星星座由 3 种类型的卫星组成，即地球静止轨道卫星（GEO）、倾斜地球同步轨道卫星（IGSO）以及中圆地球轨道卫星（MEO）。BD系统于2012年底开始向亚太区域用户提供服务，在轨卫星有5颗GEO、5颗IGS以及 4 颗 MEO，而系统完全建成后将由 5 颗 GEO 卫星、27 颗 MEO 卫星和 3 颗IGSO 卫星组成[38; 39]。目前，BDS 仍然处于全球组网阶段，空间卫星仍然在不断补充。图 1-2 为 2017 年 2 月 1 日的 BDS 卫星星下点轨迹，包含 5 颗 GEO 卫星（红色，C01-C05），6 颗 IGSO 卫星（绿色，C06-C10 和 C13）以及 3 颗 ME卫星（蓝色，C11、C12 和 C14），BDS 系统目前主要覆盖区域仍在亚太地区。BDS 卫星支持全星座播发三频信号，保障了 BDS 系统的定位能力。
31(c) Z 轴图 2-5 SPAN-CPT 实测数据 Allan 方差分析结果Figure 2-5 Allan variance results for SPAN-CPT real data表 2-1 随机误差参数估计系数及单位Table 2-1 Random error parameters estimated coefficients and units误差 X 轴 Y 轴 Z 轴 厂商参考 单化噪声 0.0328 0.0578 0.0258 - 随机游走 0.0384 0.0445 0.0527 0.0667o( )不稳定性 0.4430 0.8925 0.8643 1.0000o( 率随机游走 6.2190 3.9899 2.6164 -o( )率斜坡 8.2498 3.6360 6.4629 -o( 获得一阶高斯马尔科夫过程的相关时间参数，常需要对静态自相关分析，得到近似的指数自相关函数，从而推导相关时
【参考文献】：
期刊论文
[1]GNSS多系统组合精密定位研究进展[J]. 柴洪洲,潘宗鹏,崔岳. 海洋测绘. 2016(04)
[2]GPS/BDS混合双差分RTK定位方法及结果分析[J]. 楼益栋,龚晓鹏,辜声峰,郑福. 大地测量与地球动力学. 2016(01)
[3]导航与定位若干注记[J]. 杨元喜. 导航定位学报. 2015(03)
[4]单频GPS/BDS/MEMS IMU紧组合模糊度固定抗差模型[J]. 韩厚增,王庆,王坚. 中国惯性技术学报. 2015(04)
[5]北斗卫星导航系统单历元定向算法研究[J]. 唐卫明,李笛,迟凤明. 武汉大学学报(信息科学版). 2013(09)
[6]精密单点定位在GPS/INS组合导航中的应用[J]. 李增科,王坚,高井祥. 武汉大学学报(信息科学版). 2013(01)
[7]北斗导航卫星系统测距信号的精度分析[J]. 程鹏飞,李玮,秘金钟. 测绘学报. 2012(05)
[8]基于时空系统统一的北斗与GPS融合定位[J]. 高星伟,过静珺,程鹏飞,陆明泉,丁志刚,秘金钟,成英燕,敖翔,祝会忠. 测绘学报. 2012(05)
[9]基于伪距相位组合实时探测与修复GNSS三频非差观测数据周跳[J]. 李金龙,杨元喜,徐君毅,何海波,郭海荣. 测绘学报. 2011(06)
[10]GPS/Doppler导航随机模型的移动窗口实时估计算法[J]. 周泽波,沈云中,李博峰. 测绘学报. 2011(02)
博士论文
[1]GPS和捷联惯导组合导航新方法及系统误差补偿方案研究[D]. 韩松来.国防科学技术大学 2010
[2]GNSS/INS组合导航误差补偿与自适应滤波理论的拓展[D]. 吴富梅.解放军信息工程大学 2010
[3]捷联式惯导系统初始对准方法研究[D]. 李东明.哈尔滨工程大学 2006
[4]差分GPS/INS组合定位定姿及其在MMS中的应用[D]. 孙红星.武汉大学 2004
[5]高精度GPS动态测量及质量控制[D]. 何海波.中国人民解放军信息工程大学 2002
硕士论文
[1]自适应融合导航理论与方法及其在GPS和INS中的应用[D]. 高为广.中国人民解放军信息工程大学 2005
本文编号：2970488
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：247 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
GPS卫星一天内星下点轨迹Figure1-1GroundtracksofGPSconstellationinoneday
1 绪论1.1.1.2 北斗卫星导航系统（BDS）北斗卫星导航系统是我国自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。自 199年 BDS 开始从区域导航系统向全球导航系统发展，并计划在 2020 年左右建成全球覆盖的导航系统，向全球用户提供可靠的导航、定位与授时服务。与 GPS 系统不同的是 BDS 系统的卫星星座由 3 种类型的卫星组成，即地球静止轨道卫星（GEO）、倾斜地球同步轨道卫星（IGSO）以及中圆地球轨道卫星（MEO）。BD系统于2012年底开始向亚太区域用户提供服务，在轨卫星有5颗GEO、5颗IGS以及 4 颗 MEO，而系统完全建成后将由 5 颗 GEO 卫星、27 颗 MEO 卫星和 3 颗IGSO 卫星组成[38; 39]。目前，BDS 仍然处于全球组网阶段，空间卫星仍然在不断补充。图 1-2 为 2017 年 2 月 1 日的 BDS 卫星星下点轨迹，包含 5 颗 GEO 卫星（红色，C01-C05），6 颗 IGSO 卫星（绿色，C06-C10 和 C13）以及 3 颗 ME卫星（蓝色，C11、C12 和 C14），BDS 系统目前主要覆盖区域仍在亚太地区。BDS 卫星支持全星座播发三频信号，保障了 BDS 系统的定位能力。
31(c) Z 轴图 2-5 SPAN-CPT 实测数据 Allan 方差分析结果Figure 2-5 Allan variance results for SPAN-CPT real data表 2-1 随机误差参数估计系数及单位Table 2-1 Random error parameters estimated coefficients and units误差 X 轴 Y 轴 Z 轴 厂商参考 单化噪声 0.0328 0.0578 0.0258 - 随机游走 0.0384 0.0445 0.0527 0.0667o( )不稳定性 0.4430 0.8925 0.8643 1.0000o( 率随机游走 6.2190 3.9899 2.6164 -o( )率斜坡 8.2498 3.6360 6.4629 -o( 获得一阶高斯马尔科夫过程的相关时间参数，常需要对静态自相关分析，得到近似的指数自相关函数，从而推导相关时
【参考文献】：
期刊论文
[1]GNSS多系统组合精密定位研究进展[J]. 柴洪洲,潘宗鹏,崔岳. 海洋测绘. 2016(04)
[2]GPS/BDS混合双差分RTK定位方法及结果分析[J]. 楼益栋,龚晓鹏,辜声峰,郑福. 大地测量与地球动力学. 2016(01)
[3]导航与定位若干注记[J]. 杨元喜. 导航定位学报. 2015(03)
[4]单频GPS/BDS/MEMS IMU紧组合模糊度固定抗差模型[J]. 韩厚增,王庆,王坚. 中国惯性技术学报. 2015(04)
[5]北斗卫星导航系统单历元定向算法研究[J]. 唐卫明,李笛,迟凤明. 武汉大学学报(信息科学版). 2013(09)
[6]精密单点定位在GPS/INS组合导航中的应用[J]. 李增科,王坚,高井祥. 武汉大学学报(信息科学版). 2013(01)
[7]北斗导航卫星系统测距信号的精度分析[J]. 程鹏飞,李玮,秘金钟. 测绘学报. 2012(05)
[8]基于时空系统统一的北斗与GPS融合定位[J]. 高星伟,过静珺,程鹏飞,陆明泉,丁志刚,秘金钟,成英燕,敖翔,祝会忠. 测绘学报. 2012(05)
[9]基于伪距相位组合实时探测与修复GNSS三频非差观测数据周跳[J]. 李金龙,杨元喜,徐君毅,何海波,郭海荣. 测绘学报. 2011(06)
[10]GPS/Doppler导航随机模型的移动窗口实时估计算法[J]. 周泽波,沈云中,李博峰. 测绘学报. 2011(02)
博士论文
[1]GPS和捷联惯导组合导航新方法及系统误差补偿方案研究[D]. 韩松来.国防科学技术大学 2010
[2]GNSS/INS组合导航误差补偿与自适应滤波理论的拓展[D]. 吴富梅.解放军信息工程大学 2010
[3]捷联式惯导系统初始对准方法研究[D]. 李东明.哈尔滨工程大学 2006
[4]差分GPS/INS组合定位定姿及其在MMS中的应用[D]. 孙红星.武汉大学 2004
[5]高精度GPS动态测量及质量控制[D]. 何海波.中国人民解放军信息工程大学 2002
硕士论文
[1]自适应融合导航理论与方法及其在GPS和INS中的应用[D]. 高为广.中国人民解放军信息工程大学 2005
本文编号：2970488
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