GPS与BD双模GNSS接收机定位解算技术研究

【摘要】GNSS,即全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem)现已广泛应用于通信、测绘、军工等领域,而且其应用范围仍在不断扩大。出于国防及民用发展考虑,我国自主研究建设了北斗卫星导航系统,继美、俄后也拥有了独自的卫星导航系统。北斗系统的独立运行能力在军事上保证了国家的安全稳定,在民用上也将促进一批产业的发展。为了推广民用领域的应用,保证导航服务的连续性及精确性,与世界上其他卫星导航系统的协作定位尤为重要。藉由我国2012年底对外正式公布了北斗系统接口控制文件(InterfaceControlDocument)这一契机,本文研究了GPS/BD双模情况下接收机定位解算技术的实现。针对双模定位解算过程中的技术进行了算法上的研究与改进,并应用于GPS/BD双模基带芯片定位解算软件部分的设计实现。论文的主要工作包括以下几个方面：(1)本文分析了北斗二代导航系统与GPS的异同,包括空间星座、信号波段、时间系统及空间坐标系。首先研究了北斗单模系统定位方法,并实现了北斗单模接收机定位解算各软件子模块,特别注意区分了北斗星座不同轨道的卫星。接着,针对GPS/BD双模系统组合定位的难点与其相应处理办法进行研究,讨论了双模联合定位的基本原理和实现方法,包括双模系统时空统一方法。(2)本文在具体的双模定位解算技术研究中,分别探讨了双模卫星选星算法、双模一致性检测方法以及双模卡尔曼滤波定位。提出了一种适用于多卫星星座情况下的卫星选星算法,算法基于最优几何分布,能在保证性能前提下减少计算量；针对城市峡谷等强多径环境,研究了有别于传统“自顶向下”方法的“自底向上”卫星一致性检测方法,仿真表明方法在强多径环境下性能更为稳定；论文还对双模卡尔曼串行更新及其新息检测进行了研究与实现,使双模定位结果更加平滑连续。(3)本文在搭建了接收机硬件平台的基础上,整合了GPS/BD双模接收机基带芯片定位解算部分的软件框架,将GPS与BD相应软件子模块进行了统一处理和实现。双模接收机路测运行正常,并对定位能力及定位性能进行了测试。
【作者】陈杨毅；
【导师】林世俊；石江宏；
【作者基本信息】厦门大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】双模GNSS；定位解算；卫星选星；一致性检测；卡尔曼滤波；

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