北斗/GPS双模差分定位系统及卫星导航天线研究
发布时间：2021-12-11 19:47
随着我国自主研发的北斗卫星导航系统（BDS）不断完善和成熟,与卫星导航相关的产业进入高速发展时期,越来越多的科研工作人员开展相关的研究工作;卫星导航系统可全天时全天候提供三维位置和时间信息,为人们的生产生活提供了不小的便利性;随着卫星接收机解算速度的加快,定位精度的提高,依靠着卫星定位导航技术,越来越多的功能和服务被开发出来。研究北斗/GPS双模差分定位系统,符合当前卫星定位导航产业的发展方向,对北斗导航系统在各个行业中的应用推广也有积极的作用;通过载波相位差分法,可实现人们对卫星定位导航厘米级精确定位的要求,在大地测量,车辆导航,精细农业,航天测控,工程测量和军事应用等领域有着良好的发展前景。卫星导航天线作为定位系统的重要组成部分,对定位精度有着十分重要的影响,通常也要求天线具有小型化、零相位中心、宽波束等特点,研究尺寸合适,性能优异的卫星导航天线,也有助于卫星定位导航产业更好的发展,因此卫星导航天线成为本文研究重点。论文主要包含以下内容:1.研究了北斗系统和GPS系统在一般精度定位和高精度定位时采用的不同方案,重点介绍了高精度定位使用的差分定位法,包括其系统的组成、工作原理以及在相...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
GPS卫星星座示意图
第二章北斗/GPS差分定位原理7表2-1GPS实时定位、测速与授时精度测距码类型P码C/A码单点定位/m5-1020-40差分定位/m13-5测速/(m·s-1)0.10.3授时/ns1005002.1.2BDS北斗导航系统（BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS），是我国根据当前国际形式与经济社会发展情况，建设的具有自主知识产权，独立管理的全球卫星导航系统。关乎国家安全和信息化建设进程。作为国家重要的空间基础设施，可为全球用户提供全天候无间断导航和授时服务。上世纪中后期，我国开始探索建立自己的卫星导航系统，通过论证分析，确定了“先区域，后全球”的发展思路。主要发展计划是首先在2000年左右，建成向我国境内提供服务的北斗一号系统，在此过程中总结经验，积极探索，于2012年左右，完成北斗二号系统的建设，使其具备为亚太地区提供服务的能力；在2020年左右，完成北斗三号的建设，建成真正覆盖全球的卫星导航系统。在此基础上，以北斗导航系统为基础和核心，在2035年左右，建设更加融合智能的国家综合定位导航授时（PNT）体系。图2-2北斗星历星座图
第二章北斗/GPS差分定位原理9为0.29m，是C/A码的十分之一，P码也可用于较精密的定位，故常常称为精码。2.2.2码伪距定位法卫星定位导航的基本原理是，首先观测计算得到导航卫星与地面接收机天线间的距离，也就是伪距，并且根据已知的卫星瞬时坐标，来计算用户接收机天线所在的球面，对多个卫星数据进行测量，以至少3颗卫星为球心，测得距离为半径的球面交会点，即为接收机天线位置坐标。伪距包含着各种因素引起的误差，不是真实距离，通过C/A码和P码计算得到伪距，进行定位的方法，称为码伪距定位法。图2-3卫星定位示意图利用卫星进行导航和定位的基本方程为：222()()()()jjjjii=c+t=XX+YY+ZZ(2-1)其中观测站坐标为(X,Y,Z);导航卫星坐标为(,,)jjjXYZ；c为光速，为传播时间，it为接收机时钟和卫星时钟的钟差。其中导航卫星的坐标包含在卫星导航电文中，利用测距码进行距离测算的原理如下：假设卫星在t0时刻发送了测距码a(t0)，与此同时，接收机在自己的时钟控制下产生同样的测距码，由于卫星时钟和接收机时钟存在着钟差it，所以接收机产生的测距码为0()iat+t，经过时间后，卫星天线发射的测距码到达接收机，接收机通过自身的时延器对这个信号进行延迟比对，和接收机收到的测距码码元对齐时，延迟时间则为载波传输时长，也就是被测得。由式（2-1），我们可以看到，求解观测站坐标时，需要观测至少4颗卫星，组成方程以求得未知数(,,,)iXYZt。
【参考文献】：
期刊论文
[1]关于我国北斗地基增强系统发展的思考[J]. 陈伏州. 数字通信世界. 2013(08)
[2]关于NEU（ENU）坐标系统[J]. 黄立人,高砚龙,任立生. 大地测量与地球动力学. 2006(01)
本文编号：3535287
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
GPS卫星星座示意图
第二章北斗/GPS差分定位原理7表2-1GPS实时定位、测速与授时精度测距码类型P码C/A码单点定位/m5-1020-40差分定位/m13-5测速/(m·s-1)0.10.3授时/ns1005002.1.2BDS北斗导航系统（BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS），是我国根据当前国际形式与经济社会发展情况，建设的具有自主知识产权，独立管理的全球卫星导航系统。关乎国家安全和信息化建设进程。作为国家重要的空间基础设施，可为全球用户提供全天候无间断导航和授时服务。上世纪中后期，我国开始探索建立自己的卫星导航系统，通过论证分析，确定了“先区域，后全球”的发展思路。主要发展计划是首先在2000年左右，建成向我国境内提供服务的北斗一号系统，在此过程中总结经验，积极探索，于2012年左右，完成北斗二号系统的建设，使其具备为亚太地区提供服务的能力；在2020年左右，完成北斗三号的建设，建成真正覆盖全球的卫星导航系统。在此基础上，以北斗导航系统为基础和核心，在2035年左右，建设更加融合智能的国家综合定位导航授时（PNT）体系。图2-2北斗星历星座图
第二章北斗/GPS差分定位原理9为0.29m，是C/A码的十分之一，P码也可用于较精密的定位，故常常称为精码。2.2.2码伪距定位法卫星定位导航的基本原理是，首先观测计算得到导航卫星与地面接收机天线间的距离，也就是伪距，并且根据已知的卫星瞬时坐标，来计算用户接收机天线所在的球面，对多个卫星数据进行测量，以至少3颗卫星为球心，测得距离为半径的球面交会点，即为接收机天线位置坐标。伪距包含着各种因素引起的误差，不是真实距离，通过C/A码和P码计算得到伪距，进行定位的方法，称为码伪距定位法。图2-3卫星定位示意图利用卫星进行导航和定位的基本方程为：222()()()()jjjjii=c+t=XX+YY+ZZ(2-1)其中观测站坐标为(X,Y,Z);导航卫星坐标为(,,)jjjXYZ；c为光速，为传播时间，it为接收机时钟和卫星时钟的钟差。其中导航卫星的坐标包含在卫星导航电文中，利用测距码进行距离测算的原理如下：假设卫星在t0时刻发送了测距码a(t0)，与此同时，接收机在自己的时钟控制下产生同样的测距码，由于卫星时钟和接收机时钟存在着钟差it，所以接收机产生的测距码为0()iat+t，经过时间后，卫星天线发射的测距码到达接收机，接收机通过自身的时延器对这个信号进行延迟比对，和接收机收到的测距码码元对齐时，延迟时间则为载波传输时长，也就是被测得。由式（2-1），我们可以看到，求解观测站坐标时，需要观测至少4颗卫星，组成方程以求得未知数(,,,)iXYZt。
【参考文献】：
期刊论文
[1]关于我国北斗地基增强系统发展的思考[J]. 陈伏州. 数字通信世界. 2013(08)
[2]关于NEU（ENU）坐标系统[J]. 黄立人,高砚龙,任立生. 大地测量与地球动力学. 2006(01)
本文编号：3535287
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