GPS与测距法的融合技术及其MATLAB仿真
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否 成功地 应用 ＧＰ Ｓ导航 的关键 。 为重 要 的是 ，卫 更 星 信 号 的可 用 性 取 决 于 能 否 在 一 段 时 间 内获 得 稳
综 上所 述 ，在 移动 高精 度定位 平 台 的定位 与导 航 研 究 中，如果 单独 依靠 ＧＰ Ｓ进 行定 位 ，则不 可避 免 的产 生误 差 ，甚至 很难 工作 。因此 ，采 用多传 感 器 数据 融合 技术 ，可 获得更 可靠 的位 置估 计 。本 文 主 要介 绍一 种 Ｇ Ｓ 信 号 与测 距法 融合 的模 型 ，在 Ｐ
Ｇ Ｓ信 号发 生突 变 时，该模 型仍 能提供 相对 准确号稳 定 ， 么 该模型 可得 到 Ｐ 那
更 为准确 的位 置估 计 。最 后运用 ＭＡ Ｌ Ｂ 仿真 ， ＴＡ
定 的 、从相 同的卫星 发 出信 号 的能力 。在 移动 导航 中， Ｓ 接 收机 定位 精度 通 常受 到卫 星 信 号状 况和 ＧＰ
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ： ＧＰ ； Ｏｄ ｍｅｒ ； Ｆ ｓｏ ｏ ｅ； Ｍ Ａ ＡＢ ｄｓ Ｓ ｏ ｔ ｙ ｕ ｉｎＭ ｄ ｌ ＴＬ
全 球卫星 定位 系统 （ Ｐ ） 由于 能够对 全球 任 Ｇ Ｓ 何位 置提供 实 时的三 维位 置信 息 ，因而 被广 泛应 用 于军 事、 民问 的诸 多领域 。其 采用 差分 Ｇ Ｓ定位 ， Ｐ 精 度 能到 ３ ５ 左 右 。 于 广大 多数用 户 来说 ，此 ｍ．ｍ 对 定位精度 即可 以满 足 要求 ，但 对于 需要 更高 定位 精 度 支持 的移 动平 台 ，进一 步提 高其 定位 精度 成为 能
２１ ０ ０年 １ 第 ６期 ２月
现 代 导航
・ ７・ ４
Ｇ Ｓ与测距 法的融合技术及其 ＭＡＴ Ａ Ｐ Ｌ Ｂ仿真
解 晶 ， 张岩
（ 放 军 ９ ９ １ 队，辽 宁 葫 芦 岛 １５ ０ ） 解 ２４ 部 ２ ０ ０
摘
要： 本文首先 阐述单独依 靠 Ｇ Ｓ系统在进行高精度定位导航 中的局限性， 出和分析 了 Ｐ 提
收 稿 日期 ：２ １．１ ８ ０ ０ １． 。 ２
・
４ ８・
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现 代 导 航
＋
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２１ ０ ０年
Ａ Ｘ
Ａ
别表示机 器人 左 、 右轮 行驶 的距离 ， 其两轮 的 中间 则 （） １ 位 置行驶 的距 离可表 示为 ：
＝
ｒ● ，● ●● ● ●● ， ●● ，、 ，● ｌ
利用 Ｇ Ｓ与测距 法 的融合 技 术提 高定位精 度 的 方法 。最后运 用 ＭＡＴ ＡＢ仿真 ，分析 证 明 了该 方 Ｐ Ｌ 法的有 效性 ，通 过在移 动机 器人 上 的 实验证 明 ，该 方 法提 高 了机 器人 的定 位精度 。
关键 词 ：Ｇ Ｓ Ｐ ；测距 法 ；融合模 型 ；ＭＡ Ｌ Ｔ ＡＢ 中图分 类号 ：Ｔ ６ ． Ｎ９ ７ ２ 文献 标识 码 ：Ａ
ＧＰＳ Ｃｏ ｖ ｒ ｅ ｃ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ｉｓ ａｌｂ ＳＳ ｍｕ ａｉ ｎ ， ｎ ｅ ｇ ｎ ｅＴ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｔ ’ ｉ ｌｔ ｔＭ ａ ｏ
ＸＩ Ｊ ｎ ， Ｚ ＡＮ Ｇ ａ Ｅ ｉ ｇ Ｈ Ｙｎ
Ａｂｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｅ ａｔ ｌ ｌ ｓｒｔｓｌ ｔｔ ｎ ｆＧＰ ｎ ａ ｃ ｒｔ ａ ｉａｉｎ ａ ｄ ｃ ｍｅ ｐ ｗｉ ｔ ｏ ｏ ｉ ｒｖｎ ｔ ａ ｔ ｈ ｒ ｃｅ ｉ ｕｔａｅ ｉ ａｉ ｓｏ Ｓ ｏ ｃ ｕａｅｎ ｖｇ ｔ ｎ ｏ ｓｕ ｔ ａ ｍｅｈ ｄ ｔ ｍｐ ｏ ｉｇ ｉ ｌ ｍｉ ｏ ｏ ｈ
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用 户运动 性质 做具体 表达
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表 达应根 方向 改 表 据 角的 变可 示为
… … … 一 一 … …
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１ Ｇ Ｓ信 号与测 距法 的融合 ． ２ Ｐ
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用 户 台位 置信 息可 由两 台 Ｇ Ｓ 接 收机接 收来 Ｐ
果。
１ Ｐ Ｓ与 测 距 法 的 融 合 模 型 Ｇ
１１测 距法运 动模 型 的确 立 ．
若 ， ） 为用 户 目前 的二 维位 置， 其方 向角 ， 为 如 已知用 户某 一 时刻 ｋ二维位 置 及方 向角 ，则 １ 时刻 ，其 离散 的运 动数 学模 型可表 示 为 ：
ｃ ｎ ｅ ｇ ｎ ｅｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｙ ＧＰ ｎ ｅｅ ｔ ｅ ． ｎ ｌ ａ ｐ ｙ ｎ ｈ ａ ｌｂ ｓｍｕ ａ ｉ ｎ ｔ ｅｐ ｐ ｒａ ａｙ ｅ ｎ ｒ ｖ ｓｉ ａｉ ｉ ． ｏ ｖ ｒ ｅ ｃ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｂ Ｓ ａ ｄ ｔ ｌｍｅ ｒ ｓ Ｆｉａ ｌ ｐ ｌ ｉ ｇ ｔ ｅ Ｍ ｔ ｉ ｌｔ ， ｈ ａ ｅ ｎ ｌ ｓ ｓａ ｄ ｐ ｏ ｅ ｔ ｖ ｌ ｔ ｉ ￣ ａ ｏ ｓ ｄｙ Ｔ ｅｅ ｐ ｒ ｎ ｆ ｖ ｎ ｏ ｏ ｏ ａ ｉ ｔ ｏ ｈ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｉ ｏ ｍｏ ｉ ｇ ｒ ｂ ｔ ｈ ｗｓ ｈ ｔ ｈ ｓｍｅｈ ｄ ｉ ｒ ｖ ｓ ｈ ｃ ｕ ａ ｙ ｏ ｂ ｔ ． ｓ ｔ ｔ ｍｐ ｏ ｅ ｅａ ｃ ｒ ｃ ｆ ｏ ｏ ｓ ｔ ｒ
道 路环境 的影 响 ，同时还 受到 诸如 时钟 误差 、传播
分 析证 明 了该方法 的有效 性 ，通过 在移 动机器 人 上 的 实验证 明 ，该方 法 提高 了机 器人 的定位 精度 。
误 差 、接收 机 噪声等 诸 多因素 的影 响 ，接 收到 的卫
星信 号可 能是 突发 的 、断续 的 ，甚 至很 难工 作 。在 使用 差分 定位 时 ，必须 保证 两 台接 收 机收 到 的数据 是从 相 同的卫星 发 出 。如 果卫 星发 生改 变 ，则 由于 卫星 之 间的数据 存在 误 差 ，会大 大 的影 响到计 算结
综 上所 述 ，在 移动 高精 度定位 平 台 的定位 与导 航 研 究 中，如果 单独 依靠 ＧＰ Ｓ进 行定 位 ，则不 可避 免 的产 生误 差 ，甚至 很难 工作 。因此 ，采 用多传 感 器 数据 融合 技术 ，可 获得更 可靠 的位 置估 计 。本 文 主 要介 绍一 种 Ｇ Ｓ 信 号 与测 距法 融合 的模 型 ，在 Ｐ
Ｇ Ｓ信 号发 生突 变 时，该模 型仍 能提供 相对 准确号稳 定 ， 么 该模型 可得 到 Ｐ 那
更 为准确 的位 置估 计 。最 后运用 ＭＡ Ｌ Ｂ 仿真 ， ＴＡ
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全 球卫星 定位 系统 （ Ｐ ） 由于 能够对 全球 任 Ｇ Ｓ 何位 置提供 实 时的三 维位 置信 息 ，因而 被广 泛应 用 于军 事、 民问 的诸 多领域 。其 采用 差分 Ｇ Ｓ定位 ， Ｐ 精 度 能到 ３ ５ 左 右 。 于 广大 多数用 户 来说 ，此 ｍ．ｍ 对 定位精度 即可 以满 足 要求 ，但 对于 需要 更高 定位 精 度 支持 的移 动平 台 ，进一 步提 高其 定位 精度 成为 能
２１ ０ ０年 １ 第 ６期 ２月
现 代 导航
・ ７・ ４
Ｇ Ｓ与测距 法的融合技术及其 ＭＡＴ Ａ Ｐ Ｌ Ｂ仿真
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要： 本文首先 阐述单独依 靠 Ｇ Ｓ系统在进行高精度定位导航 中的局限性， 出和分析 了 Ｐ 提
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利用 Ｇ Ｓ与测距 法 的融合 技 术提 高定位精 度 的 方法 。最后运 用 ＭＡＴ ＡＢ仿真 ，分析 证 明 了该 方 Ｐ Ｌ 法的有 效性 ，通 过在移 动机 器人 上 的 实验证 明 ，该 方 法提 高 了机 器人 的定 位精度 。
关键 词 ：Ｇ Ｓ Ｐ ；测距 法 ；融合模 型 ；ＭＡ Ｌ Ｔ ＡＢ 中图分 类号 ：Ｔ ６ ． Ｎ９ ７ ２ 文献 标识 码 ：Ａ
ＧＰＳ Ｃｏ ｖ ｒ ｅ ｃ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ｉｓ ａｌｂ ＳＳ ｍｕ ａｉ ｎ ， ｎ ｅ ｇ ｎ ｅＴ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｔ ’ ｉ ｌｔ ｔＭ ａ ｏ
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用 户运动 性质 做具体 表达
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… … … 一 一 … …
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用 户 台位 置信 息可 由两 台 Ｇ Ｓ 接 收机接 收来 Ｐ
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若 ， ） 为用 户 目前 的二 维位 置， 其方 向角 ， 为 如 已知用 户某 一 时刻 ｋ二维位 置 及方 向角 ，则 １ 时刻 ，其 离散 的运 动数 学模 型可表 示 为 ：
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误 差 、接收 机 噪声等 诸 多因素 的影 响 ，接 收到 的卫
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