北斗定位算法及其在嵌入式导航中的应用

论文摘要

北斗导航系统是由我国自主设计和研发的基于两颗地球同步卫星的区域性的卫星定位系统,自2000年以来,我国逐渐把仅能覆盖中国的北斗系统应用到各种领域,比如测绘、水利、交通、勘探和军事领域,北斗导航系统正在发挥着越来越大的作用。在实际应用中,北斗系统定位误差比较大而且地图坐标位置与实际地理位置之间存在一定的差距,所以在对精度要求比较高的应用中,必须对导航系统定位算法进行优化并对定位数据进行处理。本文针对北斗系统定位误差较大和卫星定位数据难以正确的匹配到地图道路上等问题,对北斗系统定位原理、算法和地图匹配的方法做了深入的研究,最终降低了北斗系统的定位误差,并使卫星定位数据在地图上得到正确的匹配,具体的工作如下：1.利用伪卫星技术对卫星的布局进行优化以达到减少卫星定位误差的目的,首先讨论了一颗伪卫星的情况,由于这种情况会出现奇异点而且伪卫星的位置要求严格,所以给出了两颗伪卫星的定位模型,并对模型做了仿真,仿真的结果表明北斗系统误差得到明显的改善。2.由于地图坐标和实际地理经纬度之间存在差距,北斗系统定位算法还存在着一定误差,所以通过1得到的定位数据需要进一步处理才能正确的匹配到地图的道路上。通过对各类匹配算法的研究本文给出了一种综合性地匹配算法,该算法利用阈值和匹配度两方面约束条件结合地图拓扑结构把点匹配到正确的道路,最后把这些匹配后的数据结合无线传输技术应用到一个系统中,实现城市道路的优化和车辆的调度,结果表明改进后的匹配算法能正确的匹配到地图上的道路,并且能够修正部分误差很大的点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 发展现状
• 1.3 论文主要内容和组织结构
• 1.4 本章小结
• 第2章 北斗系统定位原理
• 2.1 系统简述
• 2.1.1 系统组成和功能
• 2.1.2 系统的特点与优缺点
• 2.2 系统定位的原理
• 2.2.1 双星定位原理
• 2.2.2 三星定位原理
• 2.2.3 伪卫星定位原理
• 2.3 系统误差来源
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于伪卫星的定位算法改进
• 3.1 双星定位算法
• 3.1.1 定位模型推导
• 3.1.2 用户坐标位置解算
• 3.2 精度因子计算
• 3.3 利用伪卫星技术改进定位算法及其误差仿真
• 3.3.1 双星定位误差仿真
• 3.3.2 一颗伪卫星的改进算法及其误差仿真
• 3.3.3 两颗伪卫星的改进算法及其误差仿真
• 3.4 本章小结
• 第4章 定位数据在嵌入式导航中的应用
• 4.1 定位数据地图匹配算法
• 4.1.1 匹配度的计算
• 4.1.2 基于拓扑回溯和阈值的综合地图匹配算法改进
• 4.2 导航数据应用
• 4.2.1 系统组成
• 4.2.2 车载终端的应用
• 4.2.3 服务控制中心的应用
• 4.3 本章小结
• 第5章 系统的具体实现与实验结果
• 5.1 北斗用户端
• 5.1.1 用户端系统选择
• 5.1.2 串口编程实现
• 5.1.3 地图匹配具体实现
• 5.1.4 道路选择具体实现
• 5.2 服务控制中心
• 5.2.1 数据格式
• 5.2.2 服务控制中心的具体实现
• 5.3 实现结果
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 未来工作
• 参考文献
• 致谢