基于FPGA的GPS载波相位定位技术的研究与实现

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1、宣臻交瘪乞和一专业硕士学位论文基于FPGA的GPS载波相位定位技术的研究与实现ResearchandImplementationofGPSCarrierPhasePositioningTechnologyBasedonFPGA作者：杨渝导师：高翔北京交通大学2013年7月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通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，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说

2、明)学位论文作糍：和嘲翩橼球签字日期：立。哆年参月，日签字日期：西，乡年占月f日中图分类号：TN967．1UDC：XXXX学校代码：10004密级：公开北京交通大学专业硕士学位论文基于FPGA的GPS载波相位定位技术的研究与实现ResearchandImplementationofGPSCarrierPhasePositioningTechnologyBasedonFPGA作者姓名：杨渝导师姓名：高翔学号：11125099职称：高级工程师工程领域：电子与通信工程学位级别：硕士北京交通大学2013年7月致谢本论文的工作是在我的导师高翔及余振华老师的悉心指导下完成的，高翔、

3、余振华两位老师严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢两位老师对我的关心和指导。高翔和余振华两位老师悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向两位老师表示衷心l的谢意。高翔和余振华两位老师对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。另外也感谢父母、各位室友和同学，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。中文摘要全球经济快速发展，带动着汽车产业、交通运输业的蓬勃发展；与此同时，道路交通压力也日益增加，一个可以让人、车、路相互作用的智能交通系统(ITS，Intelligent

4、TransportSystem)也逐渐成为大众关注焦点。ITS旨在建立起覆盖范围广、实时、准确、高效的运输系统。其主要技术包括GPS载波相位定位技术、云计算等。ITS的技术之一，GPS载波相位定位需要解决的问题有两个，即整周模糊度解算和模糊度周跳探测。整周模糊度决定着定位的时间和精度，本文的重点是研究整周模糊度的求解过程并解算流动站的坐标。在众多模糊度解算算法中，LAMBDA算法由于其定位精度高、计算速度快等特点，现被广泛地运用于GPS载波相位定位中。同时，在本系统中将使用FPGA作为模糊度解算的计算单元。使用FPGA的目的是提高模糊度解算的速度。论文的主要工作如下所示

5、：(1)论文在深入研究LAMBDA算法之后，得出了一种能改进LAMBDA算法关键技术，即降相关作用的算法；并且论文通过大量的实例证明该算法能在高纬度模糊度降相关方面有一定的提高。(2)LAMBDA算法另一个关键技术是模糊度空间的确定。针对这个问题，论文通过大量的实例分析并验证了现有的比较经典的算法的优劣。在总结对比之后，论文使用～种相对简单和有效的，通过实际备选模糊度修订确定搜索空间的算法来确定模糊度的搜索空间。(3)论文使用中国香港大地网站提供的数据，通过站星双差观测方程求得流动站的基线坐标，并通过差分GPS定位来修订定位结果，最后对定位结果进行分析。论文中的GPS载

6、波相位定位系统的静态定位平均误差能达到9cm，这与预期的定位结果相接近。在实际生活中，厘米级的定位系统在交通运输方面可以进行车辆监控或急救等；在车载导航方面可以帮助司机智能地选择行使路线，从而高效利用道路资源，减少能源浪费。关键词：载波相位定位；LAMBDA；整周模糊度；DGPS；FPGA分类号：TN967．1ABSTRACTWiththeprosperousdevelopmentofautoandtransportindustriesbroughtbytherapidgrowthofglobaleconomy,theroadtrafficisalsounderincr

7、easingpressure．Therefore，IntelligentTransportSystem(ITS)，anintelligenttransportsystemthatCaninteractwithpeople，vehiclesandroads，hasgraduallydrawnpublicattention．CombiningwithGPScartierphasepositioningtechnologyandcloudcomputingtechniques，ITSisdesignedtoestablishafar-rangi