基于GPS的船舶实时姿态测量方法研究

摘要

姿态测量是陆地、航海及航空导航系统的关键技术之一，船舶实时的姿态参数的获取是测量领域一个非常重要的研究方向，其技术不断成熟，已经从理论走向了实用。随着GPS载波相位差分技术的日益提高，产生了利用GPS定位技术测量船舶姿态的方法，其与传统的惯性导航系统相比，具有精度稳定、成本低、操作简单等一系列优点。采用GPS实时的测量船舶的姿态已经显现出巨大的潜力和优势，这种技术方法的应用前景广阔，将会成为船舶姿态测量的主要趋势。本文将GAMIT软件中动态定位模块应用到船舶姿态测量中，对GPS姿态测量的技术方法进行了研究，对扩展GPS技术的应用具有一定的实用意义。
　　论文从GPS的系统组成、观测方程及其定位方法出发，对GPS进行了简要概述及理论介绍，分析了GPS定位的误差来源和载波相位方程的线性化。然后详细论述了GPS动态定位方法，包括GAMIT软件中动态定位模块Track的定位原理、单历元定位观测值的线性组合、基于GAMIT的整周模糊度的解算以及周跳探测和修复等。讨论了船舶姿态对多波束测量的影响、GPS船舶姿态测量中需要的坐标系的建立及转换、姿态角的解算等。最后分别进行静态和动态实验，通过测试基线长度、参考站与流动站的距离对姿态结果的影响，并与移动参考站结果进行对比，验证本文GPS船舶实时姿态测量方法的可行性和适用性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的和意义

1．3 国内外研究现状

1．4 论文主要内容及结构安排

2 GPS动态定位技术

2．1 GPS概述和定位方法

2．2 GPS动态定位方法

2．3 本章小结

3 GPS船舶姿态测量

3．1 船姿对多波束测量的影响

3．2 GPS船舶姿态测量方法

3．3 本章小结

4 实验与分析

4．1 静态测试

4．2 动态测试

4．3 文章小结

5 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间主要成果