地基無線電精密導航技術研究.pdf

1、由于衛(wèi)星導航系統(tǒng)在可見衛(wèi)星受到遮擋的區(qū)域無法提供穩(wěn)定、高精度的定位結(jié)果，限制了其在礦山作業(yè)、城市峽谷和室內(nèi)定位等方面的應用。Locata是一種地基無線電導航技術，通過建立起自己的定位網(wǎng)絡，它可以像GPS的“地面復制品”一樣完成定位工作。Locata具有時間同步精度高、地基架設靈活、可獨自組網(wǎng)、信號穩(wěn)健等特性，在衛(wèi)星導航受到限制的領域具有廣闊的發(fā)展空間。本文系統(tǒng)研究了Locata的基本原理、關鍵技術、誤差改正模型和數(shù)據(jù)處理方法，并通過仿真

2、數(shù)據(jù)驗證了文中相關理論和方法的正確性，為Locata技術的本土化和實踐應用提供了參考。圍繞地基無線電導航的關鍵技術，本文的主要工作和內(nèi)容如下：
　　1.總結(jié)概括了Locata技術的發(fā)展背景和研究現(xiàn)狀，系統(tǒng)研究了Locata的基本原理和關鍵技術，詳細研究了導航信號與導航電文，重點研究了誤差改正模型和數(shù)據(jù)處理方法。
　　2.研究了基準站位置誤差對定位精度的影響，確定了主要的影響因素，得到了一些有益的結(jié)論。實驗表明：起決定因素的是

3、基準站位置誤差的大小，接收機至基準站距離的變化對實驗幾乎沒有影響。較差的DOP值會增大基準站位置誤差對定位精度的影響。
　　3.針對Locata靜態(tài)定位，對UofC觀測值組合算法進行了改進，降低了觀測噪聲的影響，與僅偽距和僅載波算法進行比較發(fā)現(xiàn)，其定位精度優(yōu)于僅偽距算法。實驗表明：觀測值組合定位東北天三方向的定位精度分別為0.432m、0.478m、0.929m，優(yōu)于僅使用偽距定位。采用靜態(tài)初始化的方式，僅使用載波觀測值可以提高單

4、點定位結(jié)果的穩(wěn)定性，定位精度達到了厘米級。
　　4.分析了基準站位置分布和基準站高度角對定位精度的影響，給出了基準站布設的優(yōu)化方案，該方案改善了基準站的觀測構(gòu)型，提高了定位精度，具有一定的參考價值?；鶞收緫诠ぷ鲄^(qū)域內(nèi)均勻布設，數(shù)量為8個左右?；鶞收疽幸欢ǖ母叨纫员ＷC足夠的高度角，同時還應布設若干個低于接收機水平面的基準站。
　　5.研究了Locata動態(tài)定位算法，編制了數(shù)據(jù)仿真和定位解算軟件，驗證了卡爾曼濾波法和最小二乘

5、估計法的可行性和定位精度。實驗表明：兩種算法的定位精度均可以達到米級，其中卡爾曼濾波法的精度較高，其收斂時間隨基準站個數(shù)的增多而縮短。最小二乘估計法求得的模糊度浮點解更準確，其缺點是默認在初始化時間內(nèi)沒有發(fā)生周跳，若出現(xiàn)周跳，則需要重新進行初始化。
　　6.構(gòu)建了Locata/GPS組合定位的數(shù)學模型，實現(xiàn)了Locata/GPS組合定位，彌補了GPS單點定位收斂速度慢和Locata高程定位精度低的不足。實驗表明：Locata/GP