基于非線性濾波與多星信息融合的GNSS混合定位.pdf

1、全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System,GNSS）正得到越來越廣泛的應用,目前被大量地應用在車載導航、手機導航和地理定位等各個領域。目前世界上最完善的衛(wèi)星導航系統(tǒng)是全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS），可提供連續(xù)的實時三維位置、速度等信息。俄羅斯的全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System，GLONASS）隨

2、著近幾年星座能力全恢復計劃的推進、GLONASS-K/KM/NG新衛(wèi)星研制和發(fā)射，有了長足的發(fā)展。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（Beidou Navigation System,BDS）作為中國獨立建設的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，它與GPS相似，具有全球覆蓋、被動定位、全天候、隱蔽性好等特性。2012年底BDS第一階段完成，目前已經成功發(fā)射了22顆衛(wèi)星，已經能夠實現(xiàn)在亞太區(qū)進行全天候的衛(wèi)星導航服務，正在向全球導航過渡。歐盟也正在努力開發(fā)伽利略衛(wèi)星導航系統(tǒng)（Ga

3、lileo satellite navigation system，Galileo）。多系統(tǒng)的發(fā)展一方面促使各系統(tǒng)進行國際合作，共同發(fā)展。另一方面為用戶提供更多的可用衛(wèi)星，利于提高定位精度與穩(wěn)定性。據資料統(tǒng)計，全球范圍已建的、在建的和計劃建設中的各種衛(wèi)星導航系統(tǒng)所包含的衛(wèi)星數量將接近或超過140顆。如何利用這些來自不同系統(tǒng)的眾多導航衛(wèi)星來進行有效且高精度的定位，將是一個嶄新的、富有挑戰(zhàn)性的研究課題。
　　本文的主要工作內容包含以下

4、幾個部分：
　　1）綜述多GNSS融合的研究背景與發(fā)展，詳細介紹GPS、BDS、GLONASS與Galileo的系統(tǒng)組成、時空系統(tǒng)等，分析各種GNSS的時間系統(tǒng)和空間坐標系的不同，統(tǒng)一時空坐標系。
　　2）介紹GNSS基本定位原理，衛(wèi)星導航的重要概念和廣泛使用的最小二乘迭代法，提出多GNSS融合定位的最小二乘法定位模型。
　　3）分析影響GNSS定位過程中的誤差來源，構建多GNSS非線性濾波的狀態(tài)模型和測量模型。

5、>　　4）對于建立的多GNSS融合定位模型，分別用多系統(tǒng)的最小二乘解算方法以及基于非線性濾波的定位估計方法進行解算，基于非線性濾波的定位算法得到的定位結果優(yōu)于最小二乘解算方法得到的結果。
　　5）分析非線性濾波算法的優(yōu)缺點，提出新的濾波算法，進而用于定位估計，對比定位結果。
　　6）模擬在單系統(tǒng)衛(wèi)星數不足的惡劣環(huán)境，比如高樓林立的城市、高山峽谷等惡劣情況，因為可見衛(wèi)星數量極少，極有可能發(fā)生單系統(tǒng)無法定位，提出使用基于非線性濾