GNSS接收机时间校准算法设计与仿真分析

摘要

时间是人类生产，生活中不可缺少的基础量，在GNSS系统中，高精度的时间传递可以使定位导航的精度达到较高标准。本论文重点分析并设计了GPS，Galileo，GLONASS以及COMPASS目前最主流的四种卫星定位导航系统的时间比对算法。进行时间比对时分别对单、双频接收机进行时间比对算法的设计与仿真，最后将用matlab仿真得出的结果用钟差图像进行分析。 本论文的主要内容如下： (1)确定卫星在规划时间点的位置坐标：使用根据卫星星历解算的方法获得GPS、Galileo和 COMPASS卫星的空间位置，使用根据卫星轨道方程推算的方法获得GLONASS卫星的空间位置，最终获得了仿真所需要的卫星轨道位置。 (2)由于GNSS系统的链路存在时延，因此本论文对GNSS系统的各类修正值进行了修正计算。其中包括四大卫星系统的电离层时延计算、四大卫星系统的对流层时延计算以及四大卫星系统的卫星轨道位置地球自转效应修正计算。 (3)采用伪距观测法设计GNSS共视时间比对的算法并使用matlab软件对其进行仿真分析。设计共视时间比对方案：建立伪距观测方程，对单频共视时间比对进行了计算，对双频共视时间比对进行了计算。用matlab软件对时间比对算法进行分析：分别对单、双频接收机进行共视时间比对。 (4)研究了GNSS组合共视时间比对：完成了GPS系统与Galileo系统时间转换，通过对GPS、GLONASS以及Galileo的卫星钟差进行了计算。最后对GPS系统和Galileo系统融合算法的时间比对算法进行仿真验证。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景、目的和意义

1.2 国内外研究现状分析

1.4 主要研究内容及论文结构

第2章 GNSS卫星轨道位置计算

2.1 引言

2.2 使用卫星星历解算的方法获得GPS卫星的空间位置

2.3 根据卫星星历计算Galileo卫星轨道位置

2.4 GLONASS卫星轨道位置计算

2.5 COMPASS卫星轨道位置计算

2.6 本章小结

第3章 GNSS时延修正计算

3.1 引言

3.2 GNSS电离层时延计算

3.3 GNSS对流层时延计算

3.4 GNSS卫星轨道位置地球自转效应修正计算

3.5 本章小结

第4章 GNSS共视时间比对

4.1 引言

4.2 共视时间比对方案

4.3 时间比对算法仿真结果分析

4.4 GPS系统与Galileo系统组合共视时间比对

4.5 本章小结

结论

参考文献

致谢