北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收模塊的誤差建模及應(yīng)用研究.pdf

1、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國正在實(shí)施的自主發(fā)展、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，經(jīng)歷了由“北斗一號(hào)”向“北斗二號(hào)”的發(fā)展過程。由于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)處于發(fā)展建設(shè)階段，及時(shí)了解北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)際誤差及其分布特性，對(duì)提高衛(wèi)星導(dǎo)航測(cè)量精度和實(shí)際的應(yīng)用（如在組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)融合等）具有重要的意義。
　　本文針對(duì)實(shí)際應(yīng)用的需要對(duì)“北斗二號(hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位中的實(shí)際誤差樣本分布特性，利用有關(guān)誤差建模及誤差估計(jì)的相關(guān)理論和方法展開研究。首先，設(shè)計(jì)了

2、上位機(jī)軟件對(duì)“北斗二號(hào)”接收機(jī)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、投影變換、存儲(chǔ)和顯示；其次，對(duì)采集到的位置數(shù)據(jù)和速度數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分離和誤差的平穩(wěn)性分析，并確定采用時(shí)間序列分析法對(duì)北斗接收機(jī)的測(cè)量誤差進(jìn)行建模；第三，根據(jù)誤差序列的自相關(guān)函數(shù)和偏自相關(guān)函數(shù)確定位置誤差和速度誤差采用的時(shí)間序列模型的類型，并采用AIC、BIC定階法、最小二乘法確定誤差模型的階數(shù)和模型參數(shù)；最后，根據(jù)誤差模型建立誤差的狀態(tài)空間模型設(shè)計(jì)卡爾曼濾波器，對(duì)位置誤差和速度誤差進(jìn)行卡爾曼

3、濾波，提高北斗接收機(jī)測(cè)量精度。
　　本文利用MATLAB對(duì)北斗接收模塊UM220采集分離的誤差數(shù)據(jù)進(jìn)行建模和濾波分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：除動(dòng)態(tài)X坐標(biāo)方向和動(dòng)態(tài)速度誤差數(shù)據(jù)需采用ARMA（2，2）模型外，其它誤差數(shù)據(jù)均采用ARMA（1，1）模型；卡爾曼濾波后靜態(tài)誤差序列標(biāo)準(zhǔn)差比原誤差序列標(biāo)準(zhǔn)差減少了至少28.86％，北斗接收機(jī)的靜態(tài)位置誤差的標(biāo)準(zhǔn)差小于1.3039米，靜態(tài)速度誤差的標(biāo)準(zhǔn)差小于0.1040米/秒；動(dòng)態(tài)誤差序列標(biāo)準(zhǔn)差比原誤差