基于GPS/BDS组合的车载动态定位算法与实现

摘要

自上个世纪60年代美国建立GPS以来，GNSS发展迅猛，现在已经初步形成了以GPS、Glonass、BDS、Galileo为代表的的多系统共同鼎立的局面，我国自主研发的北斗卫星导航系统已经覆盖亚太，并且逐步应用在国防信息化建设、国家地理国情调查、工程测量、智能交通等多个领域，目前仍然处于发展的阶段。相位平滑伪距差分定位具有很多优点，无论是在车载导航还是交通监控等方面都发挥着不可替代的作用。而采用GPS加BDS的方式可以解决单GPS定位脆弱的问题，保证导航定位的准确和稳定。
　　本文主要研究工作:
　　1)首先根据GPS与BDS在时间系统和坐标系统方面的差异，研究了GPS/BDS系统融合的方法
　　2)研究并建立了伪距单点定位、伪距差分定位以及相位平滑伪距差分的数学模型，并分析了各项误差。
　　3)研究并实现了相位平滑伪距差分定位中的一些关键问题:周跳探测、平滑窗口的选择、以及定位中权阵的确定问题。
　　4)最后基于VC++实现了文中的算法，开发了一套伪距差分定位后处理软件，并设计了实验对算法进行验证。
　　本文以GPS/BDS系统在车载导航中的应用为例，主要对比了伪距单点定位、伪距差分定位和相位平滑伪距差分定位利用GPS、BDS及其组合系统的精度。得出了伪距差分定位精度明显优于伪距单点定位，相位平滑伪距差分定位基线长度60km以内，双系统定位精度和定位稳定性要优于单系统，载波相位对P2码平滑得到的定位结果精度要优于C/A码。观测条件较好的情况下，双系统相位平滑伪距差分动态定位点位精度在0.74米左右。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 GNSS系统发展状况

1．2．1 GPS系统的发展状况

1．2．2 BDS系统的发展状况

1．3 GNSS系统发展趋势

1．4 国内外研究动态、水平

1．4．1 政策方面

1．4．2 理论方面

1．5 主要研究内容及技术路线

2 GNSS定位的基础

2．1．1 坐标系统

2．1．3 卫星坐标计算

2．1 GNSS定位的数学模型

2．2．1 伪距单点定位原理及数学模型

2．2．2 位置差分定位原理

2．2．3 伪距差分定位原理

2．2．4 相位平滑伪距差分定位原理

2．3 差分定位的误差分析

3 相位平滑伪距差分中若干关键问题分析

3．1 周跳探测及其处理

3．1．1 周跳含义及对定位精度的影响

3．1．2 周跳对精度的影响

3．1．3 探测周跳常用方法

3．2 相位平滑伪距中平滑窗口的选择

3．3 权阵的确定

3．3．1 高度角定权

4 软件实现

4．1 软件设计

4．2 软件运行

4．2．1 导入数据文件

4．2．2 数据预处理

4．2．3 定位计算

5．1 实验设计

5．2 精度分析

5．2．1 伪距差分定位

5．2．2 相位平滑伪距差分

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果