卫星导航接收机定位解算模块的研究与开发

论文摘要

卫星导航系统是利用卫星来实现导航定位的系统。由于其在军事及民用领域的巨大作用和不可替代的地位而越来越受到各国重视,发展迅速。目前较为成熟的卫星导航系统主要是美国的GPS全球定位系统,我国也在大力发展自主研制的北斗卫星导航系统。卫星导航接收机是卫星导航系统中的接收终端,直接面向用户。它通过接收卫星信号来测量卫星到用户的距离,以及多普勒频移等观测量,并根据导航电文来计算信号发射时刻的卫星位置和速度,从而解算出用户的位置和速度。本文从卫星导航定位的原理入手,介绍了卫星导航接收机的工作原理和总体结构,并研究了定位解算模块在导航接收机中所起到的作用和完成的任务。全文主要结合卫星轨道知识和导航电文,探讨了定位解算模块的设计思路及实现方法。定位解算模块是卫星导航接收机最上层的模块,它完成的任务是利用基带测量的伪距和多普勒频移数据,结合数据处理模块提取的导航电文,解算用户的位置和速度。在整个模块中,算法是最重要的,好的算法能提高定位精度和效率。本文详细研究了定位方程的解法,利用卫星轨道知识和导航电文计算卫星位置和速度的方法,以及减小各种定位误差的方法,每一个算法里都进行了原理说明及公式推导。最后,介绍了定位解算模块的实现平台和环境,并描述了其实现过程。经联调测试,该模块能利用已知数据,实现对用户位置和速度的解算,整个模块工作正常,符合设计要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 卫星导航系统简介
• 1.4 论文内容安排
• 2. 卫星导航定位原理和接收机总体结构
• 2.1 卫星导航定位原理
• 2.2 接收机总体结构
• 3. 定位解算模块设计
• 3.1 定位解算原理
• 3.2 用户位置和速度的计算
• 3.3 卫星轨道知识
• 3.4 卫星位置和速度计算
• 3.5 定位误差减小或消除
• 3.6 定位解算过程总结
• 4. 定位解算模块实现
• 4.1 开发环境介绍
• 4.2 定位解算详细流程
• 4.3 运行结果
• 5. 联调测试出现的问题及解决方法
• 6. 总结与展望
• 致谢
• 参考文献