多模GNSS導(dǎo)航定位信息處理系統(tǒng)研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展，尤其是各國全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的快速部署和完善，多個導(dǎo)航系統(tǒng)間的組合定位逐漸成為熱點和趨勢。同時軍民用各領(lǐng)域?qū)Ω咝阅軐?dǎo)航的需求也越來越多，單一導(dǎo)航系統(tǒng)通常很難滿足其導(dǎo)航定位需求。本文從 GNSS多模組合定位、GNSS/INS組合導(dǎo)航兩個方面，對多導(dǎo)航系統(tǒng)間的組合定位信息處理進行了研究和探討。本文主要研究工作如下：
　　1.研究了GNSS及INS數(shù)據(jù)預(yù)處理過程與方法。分析了各GNSS系統(tǒng)間差異并做時間系統(tǒng)和空間坐標的

2、統(tǒng)一。從導(dǎo)航信號功率譜、載噪比兩方面對GNSS數(shù)據(jù)質(zhì)量做了理論分析和數(shù)據(jù)測試，為后續(xù)實現(xiàn)GNSS多模組合定位提供一些先驗信息。分析了INS解算原理，并對濾波融合定位時信息速率不一致問題提出解決方法，為后續(xù)定位處理做好準備。
　　2.研究了GNSS多模聯(lián)合定位技術(shù)及方法。分析了GNSS各系統(tǒng)信號處理過程，衛(wèi)星、用戶位置速度計算。研究了衛(wèi)星定位信息優(yōu)選問題，簡化了 GDOP計算，分析推導(dǎo)了 GDOP遞推關(guān)系，提出一種考慮衛(wèi)星接收信號質(zhì)

3、量、觀測誤差及仰角的多模選星方法，并做了仿真驗證。分析 GNSS多模聯(lián)合解算原理，建立了多模組合的卡爾曼濾波模型，在實際解算時對各歷元時刻的觀測量做串行處理，并檢測觀量的有效性?；贗GS的觀測數(shù)據(jù)及實測數(shù)據(jù)，做了相應(yīng)的實驗驗證。
　　3. GNSS與INS系統(tǒng)的組合技術(shù)與方法?；谛≌`差角假設(shè)推導(dǎo)整理了INS誤差模型，分別建立了空間桿臂誤差模型和時間不同步誤差模型，并作為組合導(dǎo)航系統(tǒng)狀態(tài)進行濾波估計。分析了GNSS/INS松組合

4、信息處理過程，建立了以位置/速度偏差作為觀測量的組合模型，基于卡爾曼濾波實現(xiàn)了 GNSS/INS松組合。分析了 GNSS/INS緊組合信息處理方法，建立狀態(tài)方程及量測方程得到基于偽距和偽距率融合的緊組合模型，采用無跡卡爾曼濾波實現(xiàn)了緊組合。分析松組合緊組合各自的優(yōu)勢和不足，針對在城市狹谷等環(huán)境中出現(xiàn)缺星情況時松組合系統(tǒng)性能惡化的不足，提出了易于實現(xiàn)的改進組合方法，用慣導(dǎo)的位置參與 GNSS的解算，并做了詳細的推導(dǎo)分析和仿真驗證，結(jié)果表明

5、改進組合的性能與緊組合相當。
　　4.在前文GNSS多模組合定位、INS/GNSS組合定位研究的基礎(chǔ)上設(shè)計了半物理實現(xiàn)平臺，對相關(guān)理論方法做了驗證實現(xiàn)。利用 GNSS中頻信號采集設(shè)備采集了GPS/BDS多模信號，設(shè)計了多模組合定位數(shù)據(jù)處理軟件對實采數(shù)據(jù)進行捕獲跟蹤、組合解算處理，信號跟蹤穩(wěn)定，定位精度可達4.5m(95％CEP)。其次利用慣性測量單元ADIS16405與GNSS采集設(shè)備采集衛(wèi)星和慣導(dǎo)數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了GNSS與