GNSS组合定位算法研究及实现

论文摘要

卫星导航定位系统是20世纪60年代中期发展起来的一种新型导航系统。到90年代,进入全运行和盛行时期,应用已经扩展至经济和军事的各个领域。卫星导航定位系统已经全面的应用于陆地,海洋和空中交通运输的导航,且为各种军事运载体导航,使武器的命中率大为提高。其中GPS的建成和成功应用是现代科学技术发展的结晶,是导航技术现代化的重要标志,为美国带来了巨大的军事和经济利益。尤其在1991年海湾战争,GPS在沙漠中发挥了巨大的作用,使得海湾战争的胜利被誉为GPS的胜利。随着卫星导航应用的普及,整个世界都在规划和关注未来卫星导航系统的发展。目前的全球主要卫星导航定位系统有美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的伽利略系统及我国的第一代北斗系统。本论文全面系统的介绍了GPS和GLONASS卫星导航系统,内容包括系统组成、卫星信号结构、坐标系等。并仿真分析了GPS/GLONASS组合应用的可能性和可行性。在分析GPS和GLONASS坐标的差异的基础上,提出了一组适合中国的坐标转换参数。本文的最后,对GNSS的组合定位算法进行了初步的研究。通过对最大矢端多面体体积法和最小二乘法两种定位算法的实现和比较得出更适合在高动态条件下的定位算法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究目的
• 1.2 课题研究的国内外现状
• 1.3 课题的必要性分析
• 1.3.1 GPS/GLONASS 组合定位的必要性分析
• 1.3.2 组合定位技术的优势分析
• 1.4 论文编排
• 第二章 GNSS 组合定位相关的概念
• 2.1 GPS 和GLONASS 系统的简介以及异同
• 2.1.1 GPS 系统简介
• 2.1.2 GLONASS 系统的简介
• 2.1.3 GPS 与GLONASS 系统的比较
• 2.2 卫星导航系统工作流程
• 2.3 卫星导航原理
• 2.4 伪距的定义
• 2.5 精度因子（DOP）的定义
• 2.6 GNSS 组合定位算法中的关键技术
• 2.7 小结
• 第三章 GNSS 接收机的可行性分析以及软硬件架构
• 3.1 GPS/GLONASS 组合的可行性分析
• 3.1.1 STK 仿真软件概述
• 3.1.2 本论文STK 仿真步骤
• 3.1.3 STK 的仿真结果
• 3.2 GNSS 接收机的硬件架构
• 3.2.1 GNSS 接收机的硬件组成
• 3.2.2 GNSS 接收机的硬件工作过程
• 3.3 GNSS 接收机的软件架构
• 3.3.1 系统控制软件
• 3.3.2 通道处理软件
• 3.3.3 导航处理软件
• 3.4 小结
• 第四章 WGS-84 与PZ-90 两种坐标之间的转换公式分析
• 4.1 WGS-84 坐标的简介
• 4.2 PZ-90 坐标的简介
• 4.3 PZ-90 与WGS-84 的坐标转换参数
• 4.3.1 俄罗斯求解的参数
• 4.3.2 美国麻省理工学院求解的转化参数
• 4.3.3 欧洲范围内转换参数的求解
• 4.3.4 我国范围内的转换参数的求解
• 4.4 两种坐标转换参数的比较
• 4.5 小结
• 第五章 GNSS 组合定位的算法及实现
• 5.1 定位的基本原理
• 5.2 单系统下确定用户位置的基本方程
• 5.3 单系统下定位方程组的求解
• 5.4 GNSS 系统组合定位方法
• 5.5 两系统下通常多于5 颗卫星时候的位置计算方法
• 5.5.1 最大矢端多面体体积法
• 5.5.2 最小二乘法
• 5.5.3 利用两种方式进行定位解算
• 5.6 GPS/GLONASS 组合测量误差分析
• 5.7 小结
• 第六章 结论
• 6.1 本论文的研究总结
• 6.2 前景展望
• 6.2.1 GLONASS 的未来
• 6.2.2 卫星导航技术的发展趋势
• 6.2.3 中国的卫星导航市场的发展前景
• 致谢
• 参考文献