多模衛(wèi)星組合定位系統(tǒng)算法研究.pdf

1、定位導(dǎo)航在人們生活中發(fā)揮著巨大的影響。因?yàn)槿驅(qū)Ш较到y(tǒng)可以在全天任何時(shí)候、任何地點(diǎn)為用戶(hù)提供導(dǎo)航、授時(shí)等諸多服務(wù)。目前用衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航不但在民用而且在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮了不可替代的作用。然而用戶(hù)接收機(jī)的定位精度與用戶(hù)可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)量、衛(wèi)星空間位置分布有很大關(guān)系。在城市高樓或者河道峽谷等特殊地貌地區(qū)容易形成觀測(cè)盲區(qū)，且衛(wèi)星空間分布差容易導(dǎo)致定位精度降低。這些情況的出現(xiàn)會(huì)使導(dǎo)航性能受到嚴(yán)重的影響。而且在某一衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)故障或者受到干擾，就會(huì)影響導(dǎo)航精

2、度或者不能提供有效的服務(wù)。針對(duì)以上情況，本文主要研究接收機(jī)受到遮擋時(shí)的導(dǎo)航情況，討論了四種系統(tǒng)相互輔助測(cè)量的多模組合導(dǎo)航的設(shè)計(jì)思想。即將不同系統(tǒng)的觀測(cè)量值結(jié)合起來(lái)，改善衛(wèi)星可見(jiàn)性、提高觀測(cè)精度。近年來(lái)各個(gè)國(guó)家和地區(qū)都在大力研制本國(guó)所完全擁有的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，所以將多種系統(tǒng)融合定位也是研究的一大熱點(diǎn)。
　　 本文首先介紹四種正在或即將運(yùn)行的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，討論組合衛(wèi)星定位的實(shí)現(xiàn)方案;然后比較了四種衛(wèi)星系統(tǒng)在軌位置，可視性，可見(jiàn)時(shí)間的異

3、同點(diǎn);接著研究了組合衛(wèi)星定位精度以及選星算法;最后利用EKF和PF濾波算法對(duì)組合衛(wèi)星定位跟蹤技術(shù)進(jìn)行了仿真。研究組合衛(wèi)星定位技術(shù)獲得了以下成果:
　　 首先，介紹了GNSS的衛(wèi)星在軌的特點(diǎn)，研究了多模系統(tǒng)組合的可行性。通過(guò)建立衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)方程，分別對(duì)四種衛(wèi)星系統(tǒng)的可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)目、衛(wèi)星天空?qǐng)D和高度角進(jìn)行仿真分析，研究了四種衛(wèi)星系統(tǒng)的異同點(diǎn)和定位性能。比較了有無(wú)遮擋兩種情況下，用戶(hù)可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)量的變化。
　　 然后，仿真研究多模組合

4、定位對(duì)系統(tǒng)精度因子的改善。分析定位系統(tǒng)的三種星座選擇算法。并對(duì)三種選星算法的復(fù)雜度、運(yùn)算時(shí)間與精度進(jìn)行對(duì)比分析。改進(jìn)了最大體積選星算法，與最小GDOP選星法相比，具有實(shí)時(shí)性高，技術(shù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。研究了在有遮擋的條件下選星算法對(duì)幾何精度的影響。
　　 最后，實(shí)現(xiàn)了兩種組合衛(wèi)星定位跟蹤算法的對(duì)比研究。在多模衛(wèi)星組合使用情況下的，運(yùn)用適用于組合系統(tǒng)的EKF和PF濾波算法。仿真分析了跟蹤的軌跡和距離誤差，表明EKF和PF算法能夠很好地對(duì)目