車載平臺姿態(tài)及天線位置確定技術研究.pdf

1、GPS姿態(tài)測量系統(tǒng)是國家863項目“近景三維目標測量技術”的一個子課題?！敖叭S目標測量技術”要求建立一個集成GPS、激光掃描儀(LS)、電荷耦合裝置(CCD)相機以及多種傳感器的車載三維測量系統(tǒng)，目的是建立全方位可量測的三維城市模型。而GPS姿態(tài)測量系統(tǒng)的研究目的就是通過后處理GPS數(shù)據(jù)，提供高精度的車載平臺的三維姿態(tài)數(shù)據(jù)和天線位置。 本文結合課題要求，主要討論了在現(xiàn)有條件下在動坐標基準下如何處理GPS數(shù)據(jù)和弱約束條件下如何

2、提高測姿精度的問題。在總結現(xiàn)有GPS姿態(tài)測量算法的基礎上，提出了適合現(xiàn)有條件的GPS測姿系統(tǒng)，重點對條件平差算法和曲線擬合算法在GPS測姿系統(tǒng)中的應用進行了研究，編寫了相應的姿態(tài)測量程序，并用試驗數(shù)據(jù)進行了驗證。 本文首先詳細介紹了如何使用GPS數(shù)據(jù)處理軟件得到高精度基線向量的步驟、方法及注意事項。然后系統(tǒng)全面的介紹了GPS姿態(tài)測量的原理和方法。在回顧總結各種姿態(tài)參數(shù)求解方法的基礎上，重點介紹了一種滿足本課題要求的GPS姿態(tài)測量

3、的姿態(tài)參數(shù)求解算法，推導了此算法的精度估計公式。分析和討論了主天線坐標近似對姿態(tài)測量精度的影響。從課題實際情況出發(fā)，詳細介紹了如何利用已知基準站坐標得到主天線坐標的方法步驟。 本文提出了在天線固定安裝及基線向量解算精度已定的條件下，如何利用單基站條件平差法和雙基站條件平差法來消除基線向量部分誤差得到更高精度基線向量從而獲得滿足課題精度要求的姿態(tài)參數(shù)的方法。從試驗數(shù)據(jù)分析，兩種方法都可得到比直接解算精度高一個數(shù)量級的姿態(tài)參數(shù)；但雙