gps信号和导航数据处理技术若干问题研究

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1、gps信号和导航数据处理技术若干问题研究电子科技大学硕士学位论文GPS信号和导航数据处理技术若干问题研究姓名：庄国申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：黄顺吉20040101独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。日签名：日期：

2、年月关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后应遵守此规定签名：电子科技大学硕士论文摘要本文首先回顾了GPS的发展，简述了GPS信号和导航数据处理研究情况，然后详细分析了GPS信号进行测量的数学模型和主要误差源。论文的第二部分研究了考虑剐瓣的GPS多

3、径跟踪误差。基于引用文献中为了简化不考虑自相关副瓣的情况，本章不作近似直接用采用C／A码的自相关函数，着重以非相关早减迟延时锁定环和反正切载波相位跟踪的科斯塔环来分析跟踪误差，分析了多径码相和载波相位跟踪误差一般形式的曲线，分析了副瓣的影响，比较了不同的早减迟间距对码相和载波相位跟踪误差的影响，最后对比了载波相位和码相伪距的多径误差。计算机仿真表明：在不同段中，跟踪误差包络内部曲线的形式是不同的；C／A码自相关副瓣对较长时间相对多径延时的码相和载波相位跟踪误差有影响；采用窄相关器不仅可以减小码相位跟踪误差，也可以减

4、小载波相位跟踪误差：码相跟踪误差和载波相位跟踪误差并不是一直同号的。论文的第三部分是最小二乘估计和卡尔曼滤波，首先列举了最小二乘和扩展卡尔曼滤波基本方程，然后根据在GPS中的应用，设计了卡尔曼滤波具体的公式，用GPS接收机采集原始数据，包括伪距、多普勒观测值和星历数据，着眼于实际工程需要，最d'--乘算法得到的定位精度和稳定性不能满足要求，用卡尔曼滤波替换最小二乘，以提高系统性能。通过可用性、测量精度和平滑程度方面的比较表明卡尔曼滤波解算获得的导航定位数据稳定性更好、可用性更高，测量精度也要好一些。论文的第四部分为

5、广域差分GPS系统，研究了广域差分GPS系统的数据处理，重点讨论了卫星位置差分改正、卫星时钟差分改正、电离层延迟改正。由于电离层误差、多径和相位周跳造成Hatch载波相位平滑伪距方法不十分有效，于是用改进的Hatch载波相位平滑伪距来提高伪距测量精度，完成了差分部分算法程序实现，并在硬件平台上进行了实测。论文的第五部分为多普勒频移对GPS信号的影响和多普勒补偿。首先讨论了二相码的距离、速度分辨力和模糊函数，之后分析了码和载波多普勒频移对GPS信号的影响，普通GPS接收机通过跟踪相位来得到多普勒频移的较好补偿，鉴于此

6、先详细公式推导了二阶DPLL，给出了无噪声和有噪声环路的跟踪误差曲线，由于二阶DPLL动态跟踪性能较弱，需要对DPLL的进行改进，扩大其动态跟踪范围，来提高其动态跟踪性能。本文引入了校正辅助的二阶DPLL，给出了无噪声和有噪声时的跟踪误差曲线，仿真表明校正辅助的二阶DPLL比纯二阶DPLL有更好的动态跟踪性能。关键词：全球定位系统GPS，扩展卡尔曼滤波，最小二乘、载波相位平滑，广域差分GPS系统WADGPS，多径跟踪误差，多普勒频移，校正辅助的数字锁相环，实测数据，多普勒补偿鱼整笪!塑呈堕塑塑竺里丝查董王塑墨型窒A

7、bstractTheoffirstthisreviewsGPSandinpartpaperdevelopmentapplicationmanyfieldsandtheofGPSandmeasurementmodelthemainerrorgivesanalysisinsourcesdetail．ThesecondofthistheerrorsduetopartpaperstudytrackingmultipathsidelobeandconsideredautoeorrelationiUGPSofalSO也eeff

8、ectdifferentonnoncoherentDLLandarctancartierofctlrvesearly-latespacing．BasedPLL，theinerrorsformsareafteraseriessimulation．Itofandgeneralgiventrackingcomputingareisshownthaterrorsdi