基于GNSS转发器实现高动态目标间高精度相对定位.pdf

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1、基于GNSS转发器实现高动态目标间高精度相对定位彭学武2015年1月中图分类号：UDC分类号：基于GNSS转发器实现高动态目标间高精度相对定位作者姓名彭学武学院名称信息与电子学院指导教师王旭答辩委员会主席崔嵬教授申请学位工学硕士学科专业信息与通信工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月ImplementHighPrecisionRelativePositioningbetweenHighDynamicObjectsBasedonGNSSTranslatorsCandidateName：XuewuPengSchoo

2、lorDepartment:SchoolofInformationandElectronicsFacultyMentor:XuWangChair,ThesisCommittee：Prof.WeiCuiDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：InformationandCommunicationEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我

3、本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要目前，基于GPS转发器进行相对定位是一种新型的飞行器相对定位手段，具有低成本、高精度和使用方便等优点。通过对目标接收机接收到的两个GPS转发器下传信号中的载波相位进行差分处理，可以实

4、时求解或事后处理得到这两个GPS转发器之间的相对位移。随着我国北斗导航系统的发展和完善，利用GPS/BD导航系统的载波相位观测值实现目标间的相对定位已经成为导航定位领略的研究热点。文中重点研究了基于GPS/BD转发器实现高动态目标间高精度定位的系统组成，工作原理及关键技术。本文在GPS转发器的基础上，研究了兼具有GPS和BD卫星信号转发功能的GPS/BD转发器，分析了基于GPS/BD转发器进行高精度相对定位中需要解决的问题。重点研究了两个方面：（1）研究了GPS/BD转发器的系统组成、工作原理，分析了影响测量数据精度的误差因素

5、，并提出了消除或削弱这些误差的方法。（2）高动态环境下整周模糊度的解算：鉴于各个导航系统已具有多个可以使用的频率，提出了一种多频单历元模糊度快速解算新方法，它以逐级模糊度确定法（CIR）为基础，利用排序和连续（逆）乔里斯基法对模糊度浮点解和协方差矩阵进行降相关，并采用格理论中最近点搜索方法（MAEVZ）固定模糊度，该方法具有很好的扩展性，能够扩展到双频和三频。最后，利用两台NovAtel接收机搭建了相对定位实验的软硬件平台，并在此基础上分别进行了静态和动态实验。实验结果表明：利用双频单历元模糊度快速解算新方法解算得到的两台No

6、vatel接收机天线之间的基线误差均值在厘米级以内，这证明了该方法的正确性和有效性，而且将该方法同其他方法的模糊度解算成功率和解算时间进行了比较，比较结果表明该方法无论在静态还是动态实验中都具有较高的模糊度解算成功率和较快的解算速度。由于没有三频实测数据，因此在MATLAB仿真平台上，仿真生成三频实验所需的观测数据，并在不同的载波相位观测噪声和伪距观测噪声的条件下，比较了三频单历元模糊度快速解算新方法与CIR法的解算成功率，仿真实验表明：在相同观测噪声的条件下，该新方法单历元整周模糊度固定成功率比CIR法要高，它能容忍更大的观

7、测噪声。I北京理工大学硕士学位论文关键词：转发器;载波相位;整周模糊度;相对定位II北京理工大学硕士学位论文AbstractNowadays,BasedonGPStranslatortoimplementrelativepositioningisanewaircraftrelativepositioningmethod,ithasadvantagesoflowcost,highprecisionandconvenienttouse.Relativedisplacementbetweenthetranslatorscanbeob

8、tainedbyreal-timeandpostprocessingusingdouble-differencecarrierphasewhichobtainfromthetranslatedsatellitesignalinobjectreceiver.Withthedev