卫星定位系统在炮兵测地中的应用研究

论文摘要

继美国“子午仪卫星导航系统”之后,美、俄两国分别建立了GPS和GLONASS全球定位系统,两个系统都是全球覆盖、全天候、实时快速的高精度导航定位系统。自1993年起,美、德、加、英等国军队均已装备了第三代大地测量型GPS接收机。目前,外军相继推出了Ashtech 3DF接收机、Ashtech Z-12双频GPS接机、ProMARK X差分测量GPS接收机等。外军还广泛利用GPS技术对现有装备进行改造,从而使原有系统的精度、可靠性等方面都有了极大提高,如美军在增强型定位报告系统（EPLRS）中引入了GPS系统,从而极大地提高了该系统的快速定位定向能力。美军还将GPS系统大量地引入了精确打击武器的制导系统,从而使精确打击武器的精度、可靠性以及全天候作战能力都大为提高。高新技术特别是信息技术的迅猛发展,对炮兵测地保障也提出了更高的要求,为高技术条件下的我军炮兵测地保障赋予了新的特点。随着2003年5月24日我国第三颗“北斗一号”卫星的发射升空,我国已经建立了一个由三颗导航卫星组成的卫星体系。本课题研究的“北斗一号”卫星定位系统是我国自行开发的同步卫星定位系统。该成果以“北斗一号”卫星定位系统为通信平台、以掌上型电脑PDA为载体,研究开发了适用于炮兵部队作战使用的“北斗一号”炮兵定位仪和“北斗一号”炮兵射击指挥仪,并研究了“北斗一号”卫星系统在炮兵高程控制测量、连测战斗队形、观察所作业、炮兵射击指挥、部队导航等方面的应用,分析了精度。对未来“反台独”应急作战中,实现炮兵高效、自主侦测保障,提高炮兵作战效能具有极其重要的意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 背景
• 1.1.1 时间上的连续性和紧迫性明显增强
• 1.1.2 保障任务多样性、保障范围广阔性
• 1.1.3 机动频繁，动态性强
• 1.1.4 分队人员分散、作业情况复杂，组织指挥、保障更加困难
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 我军研究现状
• 第二章 “北斗一号”卫星定位系统
• 2.1 系统定位原理
• 2.1.1 几何原理
• 2.1.2 代数原理
• 2.2 系统组成与工作过程
• 2.2.1 系统组成
• 2.2.2 系统的工作程序
• 2.3 系统功能
• 2.3.1 快速定位
• 2.3.2 简短通信
• 2.3.3 精密授时
• 2.4 系统优缺点
• 2.4.1 系统优点
• 2.4.2 系统缺点
• 2.5 对炮兵测地保障发展的影响
• 第三章 卫星定位系统应用于炮兵测地的软件设计与实现
• 3.1 炮兵北斗定位仪
• 3.1.1 炮兵北斗定位仪的总体设计
• 3.1.2 炮兵北斗定位仪的软件设计
• 3.1.3 程序流程框图
• 3.2 卫星定位系统在炮兵测地中的软件应用
• 3.2.1 基本原理
• 3.2.2 方程解算
• 3.2.3 精度估计
• 3.2.4 计算实例
• 3.3 卫星定位系统在连测炮兵战斗队形中的软件应用
• 3.4 卫星定位系统在炮兵观察所作业中的软件应用
• 3.4.1 单观决定目标
• 3.4.2 双观交会目标
• 3.5 炮兵北斗定位仪操作界面及使用
• 3.5.1 概述
• 3.5.2 操作使用说明
• 3.5.3 系统使用介绍
• 3.5.4 注意事项
• 第四章 卫星定位系统作业精度分析
• 4.1 误差来源
• 4.2 单机定位误差分析及提高作业精度的措施
• 4.2.1 定位几何图形有关的误差
• 4.2.2 大地高精度
• 4.2.3 定位多值问题
• 第五章 总结
• 5.1 完成的主要工作
• 5.1.1 开发了适用于炮兵作战使用的炮兵北斗定位仪
• 5.1.2 研究了卫星定位系统在炮兵侦测保障中的作战使用
• 5.1.3 利用卫星定位系统对部队行动实施指挥控制
• 5.1.4 分析了卫星定位系统作业精度
• 5.2 存在的不足及有待提高的地方
• 5.2.1 需进一步探索卫星定位系统更广阔的应用前景
• 5.2.2 炮兵测地方法及装备需进一步改进
• 5.2.3 软件系统的战术背景还需进一步增强
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间研究成果
• 附录