基于倒置GPS的动态目标导航系统仿真研究

论文摘要

倒置GPS系统是基于成熟的GPS技术而发展起来的一种导航系统。它可以摆脱美国GPS系统的束缚和控制,在我国境内提供低成本、区域性、高精度的定位。倒置GPS信号的处理是实现动态目标定位的基础,而数据的实时处理是改善动态目标定位精度的重要步骤。本文主要对倒置GPS信号和数据处理进行研究。本文首先介绍了倒置GPS系统的组成、基本原理和一些关键性技术问题;推导和选取倒置GPS伪随机码,重点分析了倒置GPS信号伪随机码编码,对编码过程进行了仿真,并采取相关的技术实现了动态目标对倒置GPS信号的快速捕获,通过仿真进行了验证;介绍了倒置GPS系统动态定位的基本观测量,建立相应的观测模型,并对定位的误差进行了分析,提出了消除减小误差的办法,对误差定位精度进行了估算;采用分散滤波技术,建立倒置GPS卡尔曼滤波动态模型,并进行了仿真分析。通过仿真分析,该模型简单,系统运输量降低,实时性好,滤波器动态性能得到提高,较好的实现对动态目标的跟踪能力。最后总结全文并做出展望。在信号捕获上,由于本文采用了离散傅立叶相关捕获法,比传统的捕获法,大大减少了运算量,有利于动态目标的快速定位。同时,基于本文建立的系统动态模型,通过大量计算仿真,当位置时间常量τx= 0.5,及加速度时间常量1τax= ,自适应卡尔曼滤波效果较佳。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 研究目的和意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 研究的主要内容
• 2 倒置GPS 导航定位原理
• 2.1 倒置GPS 系统的组成
• 2.2 倒置GPS 定位测速原理
• 2.3 倒置GPS 系统关键技术的解决
• 2.4 本章小结
• 3 倒置GPS 信号编码与捕获技术的研究
• 3.1 倒置GPS 信号的基本结构
• 3.2 倒置GPS 伪随机码的编码
• 3.3 倒置GPS 信号的捕获
• 3.4 本章小结
• 4 倒置GPS 观测模型与误差分析
• 4.1 倒置GPS 基本观测量
• 4.2 倒置GPS 观测模型
• 4.3 倒置GPS 观测量的误差来源和影响
• 4.4 本章小结
• 5 动态倒置GPS 卡尔曼滤波导航定位
• 5.1 卡尔曼滤波概述
• 5.2 卡尔曼滤波的基本方程
• 5.3 动态模型
• 5.4 仿真分析
• 5.5 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献