GPS測(cè)向算法與應(yīng)用研究.pdf

1、隨著GPS測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，利用載波信號(hào)精確確定載體的姿態(tài)成為GPS應(yīng)用中一個(gè)新的研究方向。文章通過(guò)載波相位相對(duì)定位理論，研究了利用GPS載波信息進(jìn)行二維姿態(tài)的測(cè)量理論和算法，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套GPS測(cè)向系統(tǒng)。
　　 本文首先闡述了偽距定位和載波相位定位兩種GPS定位方法，討論了定位測(cè)量過(guò)程中各種誤差產(chǎn)生的原因及消除的方法。然后基于載波相位相對(duì)定位原理，對(duì)GPS測(cè)向算法進(jìn)行了詳細(xì)論述，介紹了卡爾曼濾波器在算法中的應(yīng)用、測(cè)量過(guò)程中所用

2、坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系以及航向計(jì)算方法；并對(duì)算法中的關(guān)鍵問(wèn)題整周模糊度解算進(jìn)行了論述；最后分析介紹了影響測(cè)量精度的因素和兩種檢測(cè)周跳的方法。
　　 在理論分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套GPS測(cè)向系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)采集方面，采用二進(jìn)制數(shù)據(jù)的格式讀取接收機(jī)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，以獲得航向解算所需要的信息：載波相位觀測(cè)數(shù)據(jù)和衛(wèi)星星歷信息，并分析了WGS-84坐標(biāo)系下衛(wèi)星坐標(biāo)計(jì)算方法。在硬件設(shè)計(jì)部分，以工控機(jī)PC/104、兩塊NovAtel OEM4 G

3、PS接收板及701單頻天線為基礎(chǔ)構(gòu)建了GPS測(cè)向系統(tǒng)。在軟件實(shí)現(xiàn)方面，利用功能模塊化的思想設(shè)計(jì)了系統(tǒng)軟件，給出了軟件流程圖，并通過(guò)C語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)。
　　 最后，通過(guò)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)對(duì)GPS測(cè)向系統(tǒng)的性能進(jìn)行驗(yàn)證并作了分析。靜態(tài)實(shí)驗(yàn)包括與高精度專(zhuān)業(yè)GPS測(cè)向儀器對(duì)比的可行性實(shí)驗(yàn)、多種衛(wèi)星截止高度角和不同基線長(zhǎng)度的性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，GPS測(cè)向系統(tǒng)在靜態(tài)環(huán)境中能夠高效可靠進(jìn)行測(cè)量，且測(cè)量精度較好，同時(shí)分析了靜態(tài)觀測(cè)