GPS导航中整周模糊度快速解算的理论与技术研究

摘要

在GPS导航和快速定位中,整周模糊的快速解算是一个瓶颈问题.该文围绕快速解算整周模糊度的问题,分析了短时间观测值难以实现整周模糊度解算的原因:针对常用的整周模糊度的在航解算法(OTF方法)和最新提出的ADPAM方法,研究了动点初始坐标精度对整周模糊度快速解算的影响规律.基于GPS测量的特性,该文提出了GPS观测中独立信息的概念;分析了各卫星为整周模糊度解算提供独立信息的规律,得出了独立信息和观测向量夹角之间的关系式.应用这一结果可以衡量相对于各卫星的观测值在整周模糊度解算中的有效性,以便进行星历预报和卫星估选,近而降低整周模糊度解算进方程式系数阵的病态程度,减少GPS快速定位所需的历元数.根据实进最小二乘法中渐消记忆的递推算法,提出了适合于GPS导航的动点初始坐标估计方法,提高了初始坐标的精度.用该方法估计的坐标代替GPS伪距定位提供的近似坐标,进行整周模糊度快速解算,具有精度高,方便可靠的特性.它为缩小模糊度搜索范围、提高解算速度提供了一条有产途径.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1.1课题来源及意义

1.1.1国内外研究现状分析

1.1.2问题的提出

1.1.3研究的必要性及意义

§1.2本文研究的主要内容

1.2.1分析影响整周模糊度快速解算的重要因素

1.2.2 GPS观测中独立信息的研究

1.2.3探讨精化动点初始坐标的方法

§1.3相关数学基础知识

1.3.1 G-S正交化方法

1.3.2向量范数

1.3.3渐消记忆的实时最小二乘递推算法

第二章整周模糊度解算的常用方法

§2.1整周模糊度的概念

§2.2模糊度解算的原理

§2.3模糊度解算的常用方法

2.3.1静态观测法

2.3.2快速解算法

2.3.3在航解算法(OTF)

2.3.4动态法

§2.4本章小结

第三章影响整周模糊度解算的因素分析

§3.1在航解算法(OTF)

3.1.1OTF的原理

3.1.2初始坐标精度在OTF中的重要性

§3.2 ADPAM方法

3.2.1问题的提出

3.2.2 ADPAM方法的基本原理与算法

3.2.3初始坐标精度重要性分析

§3.3观测值复共线性对模糊度解算的影响

§3.4本章小结

第四章GPS观测中独立信息的度量

§4.1正交化方法及独立信息的定义

4.1.1正交化的几何意义

4.1.2逐次正交化方法

4.1.3独立信息度量公式的定义

§4.2独立信息与观测向量夹角历元间隔的关系

4.2.1观测向量关系的度量方法

4.2.2 GPS观测向量夹角的变化

4.2.3独立信息与历元间隔的关系

4.2.4独立信息与观测向量夹角的关系

§4.3独立信息的应用探讨

§4.4本章小结

第五章GPS导航中运动载体初始坐标的估计方法

§5.1建立载体轨迹模型

5.1.1轨迹模型的构建

5.1.2优化轨迹模型

5.1.3用实时最小二乘法推估轨迹模型

5.1.4载体运行状态不稳定情况的分析

§5.2实例分析

§5.3本章小结

第六章结论与建议

致谢

参考文献