北斗卫星导航系统精确定位关键技术的研究

摘要

实现高精度定位是中国自主研制、自主发展的北斗卫星导航定位系统的最高发展方向，其中，实时差分定位技术-网络RTK技术是近几年发展的一种高精度卫星定位技术，其以覆盖面广、全天候监测、定位精度高的特点在北斗精确定位的研究中受到重视，推动了北斗在高精度领域上的发展。
　　北斗接收机初始位置的定位、周跳的探测与修复、整周模糊度的搜索是实现实时差分定位技术的重要支撑技术，直接关系到北斗精确定位的结果，所以对这些关键性问题的研究需要受到足够的重视，本文主要研究的内容如下:
　　(1)选择伪距定位算法对北斗接收机初始位置进行定位，设计一种改进的解算模型对伪距公式进行解算，该模型结合最小二乘迭代速度快、Kalman滤波精度高的特点，同时引入L-M算法保证全局的收敛性，使得接收机快速定位，且伪距定位精度高。
　　(2)在周跳探测和修复问题上，本文提出一种使用三颗卫星来实现两次单差和多项式拟合结合的方法，这种方法不仅可以发现较小的周跳，和其他方法对比，可以判别发生更小周跳的卫星，最后对周跳进行修复工作。
　　(3)本文基于智能遗传算法对整周模糊度的搜索进行研究，通过实验对比，提出降相关和可以随机产生多个种群的自适应遗传算法结合的方法对整周模糊度进行搜索，找出多个种群的最优个体作为正确的整周模糊度。
　　(4)建立网络RTK模型步骤，对实现RTK的算法进行了验证，最后对几个影响流动站定位精度的因素进行分析。

目录

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 北斗卫星导航系统的概括

1．2．1 北斗导航系统的组成

1．2．2 北斗导航系统的特点

1．2．3 北斗导航系统的应用领域

1．3 国内外精确定位技术的研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 本文研究内容和组织结构

第二章 北斗精确定位的若干相关问题

2．1 北斗RTK技术

2．1．1 RTK的概述

2．1．2 网络RTK模型结构和组成

2．2 北斗精确定位相关性问题

2．2．1 载波相位观测

2．2．2 空间相关误差分析与研究

2．2．3 北斗导航定位技术

2．2．4 周跳探测与修复问题

2．2．5 整周模糊度的搜索方法

2．3 本章小结

第三章 北斗初始位置导航定位算法

3．1 引言

3．2 北斗系统伪距定位

3．3 北斗伪距定位解算算法

3．3．1 伪距解算改进模型

3．3．2 最小二乘迭代法

3．3．3 改进的卡尔曼滤波法

3．4 实验仿真与分析

3．4．1 不同方法的比较

3．4．2 定位与跟踪的效果比较

3．5 本章小结

第四章 周跳的探测与修复和整周模糊度的搜索

4．1 周跳的概述

4．1．1 周跳的定义与特性

4．1．2 周跳产生原因

4．1．3 周跳对定位精度的影响

4．2 多项式拟合法探测修复研究

4．2．1 算法模型描述

4．2．2 仿真比较与选择

4．3 单差和多项式拟合探测与修复周跳

4．3．1 改进算法模型的描述

4．3．2 实验分析与比较

4．4 整周模糊度的概述

4．4．1 整周模糊度介绍

4．4．2 模糊度搜索方法的比较

4．5 本文模糊度固定方法研究

4．5．1 算法模型描述

4．5．2 模糊度降相关

4．5．3 编码和适应值的确定

4．5．4 选择、交叉、变异

4．5．5 交叉和变异参数的确定

4．5．6 实验分析与比较

4．6 本章小结

第五章 RTK算法验证和影响流动站精度分析

5．1 北斗RTK算法

5．1．1 网络RTK模型实现过程

5．1．2 内插法算法仿真实验验证

5．2 影响流动站精度的实验与分析

5．2．1 流动站与基准站相对位置对双差观测值的影响

5．2．2 流动站的初始位置对内插值得影响

5．3 本章小结

第六章 总结和展望

6．1 本文工作总结

6．2 未来工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况