北斗-GPS偽距定位算法優(yōu)化及接收機(jī)設(shè)計(jì).pdf

1、目前，美國GPS衛(wèi)星在全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中處于領(lǐng)先水平。在空間資源有限的情況下，發(fā)展我們自己的導(dǎo)航系統(tǒng)無論在軍用、民用等方面都有著至關(guān)重要的意義，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）應(yīng)運(yùn)而生。在國家大力支持下，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)計(jì)劃在2018年對(duì)“一帶一路”沿線及周邊國家提供導(dǎo)航服務(wù)，在2020年北斗35顆衛(wèi)星正式組網(wǎng)，為全球范圍提供定位、導(dǎo)航及授時(shí)服務(wù)?！氨倍?”時(shí)代正式進(jìn)入我們生活。
　　利用偽距做定位解算具有使用范圍廣、定位迅速、算法復(fù)雜

2、度低等優(yōu)勢(shì)被廣泛運(yùn)用到接收機(jī)設(shè)計(jì)中，但國內(nèi)接收機(jī)的偽距定位精度普遍較低，相比于國外接收機(jī)有較大的提升空間，為此，本文開展了對(duì)偽距單點(diǎn)定位及偽距差分定位理論研究，對(duì)傳統(tǒng)偽距差分算法進(jìn)行優(yōu)化，并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了偽距單點(diǎn)定位接收機(jī)及單基站偽距差分系統(tǒng)，對(duì)提高國內(nèi)偽距定位水平有重要的參考價(jià)值。具體工作如下所示：
　　首先研究了偽距單點(diǎn)定位的誤差模型及解算算法。在誤差消除方面，著重分析了電離層模型、對(duì)流層模型、衛(wèi)星鐘差、接收機(jī)鐘差等；定位解算算法

3、方面著重分析了直接解算算法、最小二乘算法及加權(quán)最小二乘算法。在偽距單點(diǎn)定位的理論研究之上，基于STM32處理器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了偽距單點(diǎn)定位接收機(jī)，并分別在單北斗、單GPS及雙系統(tǒng)聯(lián)合定位模式下分析了接收機(jī)的定位精度。
　　鑒于偽距單點(diǎn)定位誤差較大，為了提高定位精度，本文后續(xù)展開了對(duì)偽距差分定位的理論研究。概述了偽距差分基本定位原理，指出傳統(tǒng)偽距差分定位生成的差分改正數(shù)由于包含基準(zhǔn)站接收機(jī)鐘差，造成了差分改正數(shù)的數(shù)量級(jí)較大，求解的改正數(shù)變

4、化率不準(zhǔn)確且對(duì)通信設(shè)備造成了較大壓力。針對(duì)這種不足，本文引入了一種星間差分的算法有效的消除了基準(zhǔn)站接收機(jī)鐘差，降低了改正數(shù)的數(shù)量級(jí)，減小了通信設(shè)備的負(fù)荷，并且變化率可以更好的反映了差分改正數(shù)的變化情況。
　　最后在偽距單點(diǎn)定位接收機(jī)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了單基站偽距差分系統(tǒng)。該差分系統(tǒng)是以S3C6410為處理器的Tiny6410開發(fā)板作為基準(zhǔn)站，對(duì)偽距單點(diǎn)定位接收機(jī)進(jìn)行差分修正。最后在甚短基線的情況下比較了差分前后的單GPS、單BDS及