高精度北斗动态四天线定向技术研究

发布时间：2017-08-30 07:36

  本文关键词：高精度北斗动态四天线定向技术研究

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【摘要】：北斗卫星导航系统在军事、交通、测绘等方面都发挥了重要作用。与此同时,载体的定向测量也作为新兴技术受到广泛的重视。目前定向接收机已经运用于多个领域,比如海洋、航空、陆地等。本文主要研究基于四天线的高精度北斗动态定向技术。介绍了传统动态定向技术的基本原理,通过相应的算法改进提高动态解算的实时性和解算效率,并通过四天线基线网平差提高定向精度。本文定向技术具体内容如下。首先,考虑到北斗动态基线解算的实时性,本文提出了一种适用于动态北斗双频的求解整周模糊度的方法,该方法主要是对观测矩阵进行QR分解,把坐标参数与模糊度参数分开,去除坐标参数,实现动态模糊度解算,这种方法会提高求解模糊度的解算效率和执行效率。然后,介绍了序贯平差技术,这一技术可以充分利用之前历元的平差结果与当前历元的观测信息,大量的历史观测信息不用被存储,也不用求解高阶矩阵的逆运算,就能达到和多历元整体平差情况相同的解算结果,该方法实时解算时速度更快,占用的存储空间更少,提高了内存空间的利用率。最后,本文提出了一种基于四天线基线网平差的定向方法。在北斗动态定向中保证了基线的高精度才能更好地提高定向姿态角的精度。基线网平差指的是把许多观测的基线矢量联结成网,然后再对基线网进行整体平差,一般采用间接平差法进行。本文中四天线的布局巧妙从而提高了基线的精度,相应的定向姿态角的精度也随之提高。本文研究了相关理论与算法,利用北斗双频接收机成功实现了定向功能,通过静态对比实验与跑车动态实验,用实测数据验证了本文定向算法的准确性与性能。
【关键词】：北斗 定向技术 四天线 基线网平差
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN967.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 引言9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 国内外卫星导航系统现状10-12
• 1.2.2 国内外动态定向技术发展12-13
• 1.3 选题背景及研究意义13
• 1.4 本文主要研究内容及结构13-15
• 第2章 北斗导航系统基本原理15-29
• 2.1 北斗导航系统的组成与信号15-16
• 2.1.1 空间段15
• 2.1.2 地面段15
• 2.1.3 用户段15
• 2.1.4 北斗卫星信号15-16
• 2.2 北斗观测值处理16-20
• 2.2.1 伪距观测值16-17
• 2.2.2 载波相位观测值17-18
• 2.2.3 载波相位平滑伪距18-20
• 2.3 用户位置解算20-22
• 2.4 北斗测量误差分析22-26
• 2.4.1 与卫星有关的误差23-24
• 2.4.2 与信号传播有关的误差24-25
• 2.4.3 与接收机有关的误差25-26
• 2.5 周跳的探测和修复26-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第3章 高精度基线解算与定向基本原理29-45
• 3.1 基线解算基本模型29-37
• 3.1.1 单差29-30
• 3.1.2 双差30-32
• 3.1.3 三差32
• 3.1.4 线性化模型32-35
• 3.1.5 随机模型35-37
• 3.2 北斗定向基本原理37-42
• 3.2.1 坐标系的定义37-39
• 3.2.2 坐标系之间的转换39-40
• 3.2.3 北斗定向姿态角40-42
• 3.3 基线解算模式42-44
• 3.3.1 单基线解模式42
• 3.3.2 多基线解模式42-44
• 3.3.3 整体解模式44
• 3.4 本章小结44-45
• 第4章 动态定向解算与四天线基线网设计45-56
• 4.1 双频北斗动态求解整周模糊度45-48
• 4.2 序贯平差48-50
• 4.3 四天线基线网设计50-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第5章 北斗定向实验及结果分析56-63
• 5.1 四天线定向与两天线定向实验56-60
• 5.2 动态定向跑车实验60-62
• 5.3 本章小结62-63
• 总结63-64
• 参考文献64-67
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单67-68
• 致谢68

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本文编号：758046