基于北斗卫星系统精确定位的关键技术研究

基于北斗卫星系统精确定位的关键技术研究北斗卫星导航系统是我国自主建设的基础性定位导航系统,无论从国家的军事安全还是社会经济效益考虑,都使得我国有更加长远的发展。

近年来,我国北斗系统的组建正在一步步完善,服务范围也随之扩大,北斗系统及其相关产品的使用已经越来越深入到人们的日常生活中,对提高国民经济和推动社会发展有着重大的意义。

关于北斗卫星精确定位相关技术的研究也越来越重要,本文对北斗精确定位中的伪距定位和载波相位数据中周跳的相关问题进行分析和讨论,主要的研究工作内容如下:(1)在精确定位中,利用伪距定位技术对接收机的位置作初始定位,首先分析了北斗伪距定位的原理,研究了伪距定位的相关算法,用最小二乘定位解算法对接收机的位置定位,又采用扩展卡尔曼滤波定位算法做位置解算,两种方法均有线性误差存在。

(2)北斗定位系统的解算模型具有非线性特点,研究了无迹卡尔曼滤波方法,验证了其定位解算的结果较好,优势明显。

对于定位中存在的噪声特性未知或者不确定的情况,本文提出了一种具有自适应性的无迹卡尔曼算法来解算,在传统的滤波定位算法的基础上,通过噪声估计器对接收机定位过程中的噪声做出实时估计,具有很好的定位效果,且有较强的和收敛性。

(3)对于北斗卫星系统载波相位数据中存在的周跳问题,首先对传统的经典探测方法做出了验证,探讨了经典方法对不同类型周跳的探测性能。

对三频载波相位中存在的组合周跳探测特性作了研究,和一般的单频双频数据的探测方法相比较,三频数据组合探测周跳的方法在探测范围上的选择性更大,且探测的准确度也更高。

(4)本文采用伪距相位与三频相位GF-IF法联合探测的方法,后者方法能够消除载波观测数据中电离层和伪距带来的误差,根据两种方
法组合得到的观测量和最优原则选取最佳的组合系数,构造出符合条件的周跳检测量,实验通过北斗卫星的实测数据验证了本文方法能够探测出多种三频组合的周跳。