区域混合星座卫星导航系统差分定位与星座间组合导航研究

论文摘要

由多种轨道类型构成的混合星座卫星导航系统能以较少的卫星数目实现对区域的良好覆盖,导航星座中包含多种轨道类型卫星,但目前卫星导航算法多针对等高近圆单一轨道类型的Walker星座,在混合星座中并不适用。本文基于混合星座卫星导航系统,研究在差分定位、与全球卫星导航系统组合导航等方面的应用问题。混合星座中不同轨道类型卫星的观测值精度不一致,本文利用用户测距误差进行加权单点定位可以获得更高的精度。同样地,伪距差分定位前通过求差方法消除了观测值之间的不等权性,因此较坐标差分占优。针对实时局域差分导航系统差分改正信息的预报问题,一般采用差分改正信息的高阶变率进行预报。本文具体阐述了内时延神经网络预报方案,数值仿真证明该方法可获得更高的预报精度。星座间的组合导航问题中,由于可观测卫星数目较多,基于观测矩阵求逆计算GDOP的方法进行最佳卫星选择难以实现,而本文提出的利用径向基函数网络计算GDOP的方法具有时间代价小、计算精度高、抗系统误差能力强的特点。本文的研究成果可在混合星座卫星导航系统差分定位、组合导航方面得到直接应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 卫星导航系统的发展
• 1.1.1 全球卫星导航系统的历史发展
• 1.1.2 区域卫星导航系统的历史发展
• 1.1.3 卫星导航系统发展现状及未来趋势
• 1.2 差分技术和星座间组合导航技术的发展现状
• 1.2.1 差分技术的发展
• 1.2.2 星座间组合导航技术的发展
• 1.3 人工神经网络及其在卫星导航领域的应用
• 1.3.1 人工神经网络
• 1.3.2 人工神经网络在卫星导航领域的应用
• 1.4 论文的主要研究内容和组织结构
• 第二章 混合星座卫星导航系统单点定位原理
• 2.1 卫星导航单点定位原理
• 2.2 定位误差及改正方法
• 2.3 混合星座卫星导航系统
• 2.3.1 混合星座卫星导航系统及性能分析
• 2.3.2 单颗卫星对导航系统GDOP 贡献分析
• 2.4 混合星座单点定位方法与精度分析
• 2.4.1 混合星座单点定位解算
• 2.4.2 混合星座UERE 加权定位解算
• 2.5 本章小结
• 第三章 混合星座卫星导航系统差分技术研究
• 3.1 局域差分定位技术研究
• 3.1.1 局域差分定位基本原理
• 3.1.2 坐标差分方法
• 3.1.3 伪距差分方法
• 3.1.4 相位平滑伪距差分方法
• 3.1.5 伪距差分与坐标差分精度分析
• 3.2 差分改正信息预报方案研究
• 3.2.1 差分改正信息和经典预报方案
• 3.2.2 差分改正信息神经网络预报方案
• 3.3 差分技术应用仿真研究
• 3.4 本章小结
• 第四章 区域/全球卫星导航系统组合导航研究
• 4.1 星座间组合导航及可行性分析
• 4.2 星座间组合导航最佳卫星选择
• 4.2.1 RBF 网络计算GDOP 方法
• 4.2.2 RBF 网络GDOP 计算仿真研究
• 4.3 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果
• 附录 最小二乘估计及相关证明