论文题目: 伪卫星定位导航的算法研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 通信与信息系统
作者: 涂兰芬
导师: 张怡
关键词: 卫星导航系统,伪卫星,伪距,定位算法,精度误差因子
文献来源: 西北工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 卫星定位系统是目前最先进的定位系统,能全天候24小时实现定位。世界上很多国家,包括发达和部分发展中国家均已开始研制,美国的GPS、俄国的GLONASS是第二代卫星定位系统,除了GPS和GLONASS其他形式的定位系统有DGPS、WADGPS和GNSS-1。在我国,到目前为止还没有自己独立的全球性的卫星定位导航系统。而“北斗一号”系统只能用于为国内以及我国周边地区的用户提供服务。 理论上,GPS用户同时接收到至少四颗卫星信号才能实现定位,也就是说,卫星星座的布置中必须至少四层覆盖。实际上,由于用户位置的不同,导航卫星星座的布置必须多于四层的覆盖。为了减少用户定位时对卫星覆盖层数的要求保证定位精度,论文提出了一种保持无线电定位原理不变的条件下,加入伪卫星实现三维定位的功能。 本文首先介绍了伪卫星的基本概念和经典的导航定位算法。其次,讨论了卫星定位系统星座模型的建立,提出了D-R定位算法。论文重点在理论上推导定位算法的可行性。最后,讨论了D-R定位算法的定位精度和精度误差因子,以及影响DOP的因素。仿真结果表明D-R定位算法在一定条件下可以满足用户对定位精度的要求。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1．1 课题的背景
1．2 课题的提出及其研究目的
1．2．1 课题的提出
1．2．2 论文的研究的目的
1．3 卫星定位导航系统及其定位原理概述
1．3．1 Transit(子午仪)系统和Tsikada系统
1．3．2 Global Positioning System(GPS)
1．3．3 GLONASS的定位原理及系统性能
1．3．4 双星定位系统
1．4 伪卫星技术原理
1．5 课题研究的具体内容
第二章 伪卫星的概念
2．1 码相GPS导航
2．1．1 伪距测量
2．1．2 导航算法
2．1．3 径直排列的伪卫星
2．1．4 移动的伪卫星
2．2 差分码相GPS
2．2．1 数据链路伪卫星
2．3 载波相位差分GPS导航
2．3．1 GPS载波相位测量
2．3．2 伪卫星模糊度
2．4 同步卫星
2．5 本章小节
第三章 多普勒-距离(D-R)单点定位算法
3．1 空间定位计算基础
3．1．1 空间坐标系
3．1．2 空间定位的几何原理
3．1．3 时间系统
3．2 卫星定位导航系统的测量量及其定位曲面
3．2．1 距离差测量量、伪Doppler及其定位曲面
3．2．2 测距测量量、伪距及其定位曲面
3．3 伪Doppler+伪距测量量单点定位法——D-R定位算法
3．3．1 D-R算法的线性化处理
3．4 D-R算法模型
3．5 本章小结
第四章 系统模型的建立
4．1 卫星星座模型的建立与仿真
4．1．1 卫星星座的设计要求及仿真模型
4．1．2 单颗卫星位置的仿真
4．1．3 卫星的平均角速度n_0
4．1．4 卫星在轨道平面上的位置
4．1．5 卫星在WGS-84直角坐标系中的位置
4．1．6 卫星速度状态的仿真
4．1．7 定位导航星座运动参量的仿真
4．1．8 用户可视卫星的判断
4．2 D-R算法的仿真
4．2．1 系统工作原理
4．2．2 北斗卫星导航系统简介
4．3．无源定位方案
4．3．1 实现无源定位的原理
4．3．2 系统组成
4．3．3 无源定位作用区域
4．4 伪卫星定位的实现过程及仿真步骤概述
4．5 伪卫星最佳位置选择
4．6 本章小节
第五章 仿真结果及误差分析
5．1 信号传播中的主要误差
5．1．1 电离层延迟误差的特性
5．1．2 对流层延迟误差
5．1．3 多路径效应误差
5．1．4 远近效应
5．2 D-R算法的固有误差及精度误差因子的定义
5．3 D-R算法精度因子变化的仿真
5．3．1 精度因子与伪Doppler测量时间
5．3．2 几何因子对定位精度的影响
5．3．3 精度因子与定位卫星轨道高度精度误差
5．4 伪卫星的应用
5．5 本章小节
结束语
致谢
硕士期间发表的论文
参考文献
发布时间: 2005-06-27
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