地基無線電精密導(dǎo)航技術(shù)研究.pdf

1、由于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在可見衛(wèi)星受到遮擋的區(qū)域無法提供穩(wěn)定、高精度的定位結(jié)果，限制了其在礦山作業(yè)、城市峽谷和室內(nèi)定位等方面的應(yīng)用。Locata是一種地基無線電導(dǎo)航技術(shù)，通過建立起自己的定位網(wǎng)絡(luò)，它可以像GPS的“地面復(fù)制品”一樣完成定位工作。Locata具有時間同步精度高、地基架設(shè)靈活、可獨自組網(wǎng)、信號穩(wěn)健等特性，在衛(wèi)星導(dǎo)航受到限制的領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間。本文系統(tǒng)研究了Locata的基本原理、關(guān)鍵技術(shù)、誤差改正模型和數(shù)據(jù)處理方法，并通過仿真

2、數(shù)據(jù)驗證了文中相關(guān)理論和方法的正確性，為Locata技術(shù)的本土化和實踐應(yīng)用提供了參考。圍繞地基無線電導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)，本文的主要工作和內(nèi)容如下：
　　1.總結(jié)概括了Locata技術(shù)的發(fā)展背景和研究現(xiàn)狀，系統(tǒng)研究了Locata的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)，詳細(xì)研究了導(dǎo)航信號與導(dǎo)航電文，重點研究了誤差改正模型和數(shù)據(jù)處理方法。
　　2.研究了基準(zhǔn)站位置誤差對定位精度的影響，確定了主要的影響因素，得到了一些有益的結(jié)論。實驗表明：起決定因素的是

3、基準(zhǔn)站位置誤差的大小，接收機(jī)至基準(zhǔn)站距離的變化對實驗幾乎沒有影響。較差的DOP值會增大基準(zhǔn)站位置誤差對定位精度的影響。
　　3.針對Locata靜態(tài)定位，對UofC觀測值組合算法進(jìn)行了改進(jìn)，降低了觀測噪聲的影響，與僅偽距和僅載波算法進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，其定位精度優(yōu)于僅偽距算法。實驗表明：觀測值組合定位東北天三方向的定位精度分別為0.432m、0.478m、0.929m，優(yōu)于僅使用偽距定位。采用靜態(tài)初始化的方式，僅使用載波觀測值可以提高單

4、點定位結(jié)果的穩(wěn)定性，定位精度達(dá)到了厘米級。
　　4.分析了基準(zhǔn)站位置分布和基準(zhǔn)站高度角對定位精度的影響，給出了基準(zhǔn)站布設(shè)的優(yōu)化方案，該方案改善了基準(zhǔn)站的觀測構(gòu)型，提高了定位精度，具有一定的參考價值?；鶞?zhǔn)站應(yīng)在工作區(qū)域內(nèi)均勻布設(shè)，數(shù)量為8個左右?；鶞?zhǔn)站要有一定的高度以保證足夠的高度角，同時還應(yīng)布設(shè)若干個低于接收機(jī)水平面的基準(zhǔn)站。
　　5.研究了Locata動態(tài)定位算法，編制了數(shù)據(jù)仿真和定位解算軟件，驗證了卡爾曼濾波法和最小二乘

5、估計法的可行性和定位精度。實驗表明：兩種算法的定位精度均可以達(dá)到米級，其中卡爾曼濾波法的精度較高，其收斂時間隨基準(zhǔn)站個數(shù)的增多而縮短。最小二乘估計法求得的模糊度浮點解更準(zhǔn)確，其缺點是默認(rèn)在初始化時間內(nèi)沒有發(fā)生周跳，若出現(xiàn)周跳，則需要重新進(jìn)行初始化。
　　6.構(gòu)建了Locata/GPS組合定位的數(shù)學(xué)模型，實現(xiàn)了Locata/GPS組合定位，彌補(bǔ)了GPS單點定位收斂速度慢和Locata高程定位精度低的不足。實驗表明：Locata/GP