GPS姿態(tài)測量研究與實現(xiàn).pdf

1、分類號 密級重慶郵電大學碩士學位論文論文題目 鯉墨姿查型量盟塞魚塞堡英文題目——T h eR e s e a r c h a n d I m p l e m e n t a t i o n o f —G P S A t t i t u d eD e t e r m i n a t i Q 塾碩士研究生 煎 壅 冒指導教師 里鱟出耋絲學科制匕 通焦魚焦壘壅綾論文提交日期壟Q Q 墨生壘旦 論文答辯日期 壟Q Q 墨生量旦論文評閱人 莖型矗

2、塾蕉 簋蕉星重廛煎焦堂瞳．答辯委員會主席j 蝗主耋絲童廛豎墊盤堂2 0 0 8 年4 月2 5 日f重慶郵電大學碩士論文 摘要摘 要利用G P S 載波相位差分技術對載體的姿態(tài)進行實時高精度測量開辟了G P S 應用研究的一個新領域，具有廣闊的應用前景。G P S 姿態(tài)測量系統(tǒng)和傳統(tǒng)測姿系統(tǒng)相比具有明顯的優(yōu)點，其測量誤差不隨時間積累，成本低廉。文章主要從系統(tǒng)的數(shù)學模型建立、關鍵算法的實現(xiàn)等理論研究和系統(tǒng)平臺搭建、實現(xiàn)、數(shù)據(jù)實測以及性能分

3、析等系統(tǒng)實現(xiàn)兩個角度進行了研究。第一、文章首先系統(tǒng)闡述了姿態(tài)測量的基本原理，確立了姿態(tài)解算的基本流程和數(shù)學模型。在此基礎上，研究了姿態(tài)角參數(shù)解算的傳統(tǒng)方法：直接法、最小二乘法。和傳統(tǒng)優(yōu)化算法相比，遺傳算法具有群體搜索和不需要輔助信息的特點。文章重點分析了遺傳算法基本原理，并對遺傳算法的早熟現(xiàn)象和在最優(yōu)解附近搖擺現(xiàn)象進行了改進。仿真表明遺傳算法可以提供精度更高的姿態(tài)角參數(shù)。第二、為了滿足系統(tǒng)動態(tài)性的要求，文章利用卡爾曼濾波解算整周模糊度的

4、浮點值，利用Z 變換增強F A S F 搜索算法求解整周模糊度，同時引入殘差比檢測方法來確定模糊值狀態(tài)的正確集合，通過采用多普勒預測算法進行周跳檢測。用實測數(shù)據(jù)對算法進行驗證表明采用增強算法能極大的減小模糊值搜索空間，提高整周模糊值解算的速度和實時性。第三、針對姿態(tài)測量系統(tǒng)需要的接收機初始位置、衛(wèi)星位置、載波相位等數(shù)據(jù)，結合接收機數(shù)據(jù)協(xié)議，通過實測數(shù)據(jù)給出了數(shù)據(jù)提取和處理的基本流程和具體方法。第四、在理論研究的基礎上，確立了系統(tǒng)的整體實

5、現(xiàn)思路、硬件構成、軟件架構以及實現(xiàn)流程。利用法國T H A L E S 公司的D G l 4 和A C l 2 O E M 板搭建了姿態(tài)測量系統(tǒng)的平臺。采用多線程的程序架構，利用V C 6 ．0 設計開發(fā)出了較為實用的姿態(tài)測量系統(tǒng)軟件。文章重點就系統(tǒng)軟件關鍵功能模塊的實現(xiàn)思路和方法進行了介紹。該軟件可以實現(xiàn)原始數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控、姿態(tài)信息的平面和立體動態(tài)演示、歷史數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)后處理等功能。最后，在實際環(huán)境中對系統(tǒng)進行了測試，并對實際測得的