基于双天线惯性辅助的车载定位定向技术研究与实现

摘要

双天线车载定位定向技术是基于载波相位差分定位技术的一种新型定位定向技术，该技术具有高精度和实时性的特点，可应用于航空、航海以及汽车等领域。辅助双天线定位定向系统的惯性系统使用无源定位技术，可以增加定位定向系统的稳定性和可靠性。
　　本文在综述国内外双天线定位定向技术和GPS卫星导航/惯性导航组合技术的基础上，首先，分析了卫星导航接收机输出信号的结构，并根据定位定向软件的功能需求，设计了卫星导航接收机输出信号分析软件，在Windows系统中使用C撑语言，编写了信号分析软件;然后，描述了卫星在空间中坐标的计算方法和观测方程，分析了GPS绝对定位和载波相位相对定位的数学原理，在载波相位相对定位的基础上建立了载波相位的差分方程，确立短基线定向的基本模型，基于整周模糊度的求解算法、基线向量的求解算法以及定向结果的坐标系转换算法，给出了求解当地坐标系下载体航向角的方法;其次，基于惯性导航系统的定向原理，提出了一种基于惯性系统辅助双天线的定向算法;最后，根据基于双天线惯性辅助的定位定向系统结构设计了双天线定位定向模块和惯性导航定向模块，在Windows系统中使用C++语言编写了定位定向软件，并通过实验室静态环境测试和现场动态环境测试，验证了定位定向软件的可行性，同时通过将软件输出的定位定向结果与标准接收机的输出结果比对，给出了定位定向软件输出结果的精度。

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致谢

摘要

1．1 研究背景和意义

1．2 GPS系统的发展现状

1．3 国内外双天线定位定向技术的研究现状

1．4 国内外卫星导航／惯性导航组合技术的研究现状

1．5 本文主要研究内容

2 卫星导航接收机输出信号分析软件

2．1 卫星导航接收机输出信号概述

2．2 卫星导航接收机输出信号分析软件的开发

2．2．1 接收机配置模块的开发

2．2．2 数据提取模块的开发

2．2．3 数据解析模块的开发

2．2．4 数据输出模块的开发

2．3 卫星导航接收机输出信号分析软件的测试结果

2．4 本章小结

3 GPS定位解算算法

3．1 卫星空间位置计算方法

3．2 观测方程

3．2．1 卫星伪距观测方程

3．2．2 卫星信号的载波相位观测方程

3．3 GPS绝对定位算法

3．4 GPS相对定位算法

3．5 本章小结

4 双天线定向算法

4．1 整周模糊度求解算法

4．2 基线向量求解算法

4．3 定向结果坐标转换算法

4．4 本章小结

5 惯性导航辅助双天线定向算法

5．1 惯性导航原理

5．2 惯性导航辅助双天线定向

5．3 本章小结

6 车载定位定向软件的开发

6．1 车载定位定向软件的开发

6．2 车载定位定向软件的实验室测试

6．3 车载定位定向软件的现场测试

6．4 本章小结

7 结论

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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