偽衛(wèi)星網絡定位算法研究.pdf

1、北斗衛(wèi)星導航系統(BDS)是我國研制的全天候的區(qū)域衛(wèi)星導航系統。北斗系統和其他類似的GNSS不論是在陸地、海洋還是在天空中都已經是獲取定位導航信息的最佳途徑，而且發(fā)揮著越來越重要的作用。然而，由于BDS/GNSS信號本身的限制和人們對位置信息越來越多樣化的需求，其在室內定位、山谷、隧道等信號被遮擋的區(qū)域便無法滿足定位需求。偽衛(wèi)星系統，作為一個GNSS的增強系統便可以解決這個問題，不僅可以提供額外的類GNSS信號，還可以在完全沒有GNSS

2、信號的區(qū)域進行獨立組網定位。而且，偽衛(wèi)星的加入使得利用載波相位測量量進行精密定位成為了可能，使系統定位精度可以達到厘米級。為了跟蹤并研究國內外在偽衛(wèi)星領域先進的研究成果，本文的研究內容主要有以下幾個方面。
　　首先，本文通過對國內外偽衛(wèi)星技術研究現狀的總結，并結合對北斗系統的分析，詳細闡述了北斗偽衛(wèi)星系統的工作原理并對設計了其中的信號體制和導航電文。另外還重點分析了北斗偽衛(wèi)星系統中時間同步、整周模糊度解算、非線性濾波、組網布局等關

3、鍵技術。
　　其次，分析了偽衛(wèi)星幾何結構對其定位性能的影響，并詳細論證了精度因子這一評價其幾何結構優(yōu)劣的指標。從理論上分析了偽衛(wèi)星對北斗的增強原理，并結合北斗星歷數據進行了精度因子的仿真分析。
　　再次，討論了遠近效應、多徑效應對偽衛(wèi)星布局選址的影響，并在考慮這些影響因素的情況下，以精度因子為指標，提出了一種結合懲罰因子的自適應遺傳算法在偽衛(wèi)星布局優(yōu)化中的應用。結果表明，該方法完全可以完成在多個限制條件下的偽衛(wèi)星布局優(yōu)化工作

4、，其中自適應的遺傳算法在收斂速度上更具優(yōu)勢。
　　最后，對比分析了定位算法中線性化誤差對北斗系統、偽衛(wèi)星系統的影響。結合對線性化誤差來源的分析，分別在北斗系統、北斗偽衛(wèi)星系統場景下利用擴展卡爾曼濾波、二階擴展卡爾曼濾波、無跡卡爾曼濾波進行了仿真分析，并對比了三者的定位精度。結果表明，在偽衛(wèi)星距接收機距離較近且偽衛(wèi)星布局不好的情況下，系統的非線性程度更大，此時，UKF能夠提供更好的定位精度。但是當定位星座距離接收機較遠時，EKF、E