GPS全球定位系统PVT解算及耦合算法仿真

摘要

本文以GPS全球定位系统为背景，对GPS接收系统中的PVT信息获取技术做出了较为深入研究。首先，从总体上分析了GPS系统的定位原理。其次，详细地介绍了GPS信号的结构和导航电文所包含的内容；最后，在处理 PVT信息的解算问题时，先从原理上分析了两种常见的解算方法：最小二乘法和卡尔曼滤波法，然后在工程上与GPS解算相结合，在得到两种运算的结果后，通过实验分析两种解算方法的特性。
　　同时，随着对导航定位系统要求的提高，单独的GPS系统已经不能满足精确定位的要求，组合导航成为导航定位系统的主流，因此，本文在详细研究了GPS系统的PVT解算后，先分析了组合导航中耦合算法的原理，然后设计了GPS/INS松耦合和紧耦合的实现方案及算法，并在Matlab环境下仿真实现了两种耦合算法。
　　松耦合将INS系统与GPS系统的位置和速度量测值的差值输入到卡尔曼滤波器中，然后用新的观测量对输入值进行校正，得到校正后的差值来调整INS系统的量测值，这就是松耦合的基本解算过程。与松耦合不同的是，紧耦合输入的是INS系统与GPS系统的伪距和伪距率的差值。通过Matlab环境下的仿真实验，可以看出紧耦合对INS系统的误差校正的效果要明显的高于松耦合。