基于載波相位時(shí)間差分測(cè)速的GPS-INS組合導(dǎo)航研究.pdf

1、隨著信息化時(shí)代的發(fā)展，導(dǎo)航定位技術(shù)在航空、航天、武器制導(dǎo)、智能車輛等軍事以及民用領(lǐng)域的應(yīng)用不僅越來越廣泛，各種導(dǎo)航任務(wù)對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)的精度與可靠性也提出了更高的要求。GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)將GPS與INS的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)了精度高、穩(wěn)定性好、功能齊全的導(dǎo)航性能。論文圍繞GPS載波相位時(shí)間差分測(cè)速展開研究，在對(duì)GPS/INS組合導(dǎo)航中關(guān)鍵技術(shù)研究解決的基礎(chǔ)上，將GPS載波相位時(shí)間差分高精度測(cè)速與動(dòng)態(tài)偽距單點(diǎn)定位結(jié)果對(duì)INS進(jìn)行輔助。主要研究

2、內(nèi)容與成果如下：
　?。?）推導(dǎo)了捷聯(lián)慣性導(dǎo)航的姿態(tài)、速度與位置更新算法，分析建立了INS的誤差模型。通過實(shí)測(cè)的慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)對(duì)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航誤差隨時(shí)間積累，導(dǎo)航精度逐漸下降的特性進(jìn)行了定量分析。研究了以GPS載波相位時(shí)間差分測(cè)速進(jìn)行慣性導(dǎo)航輔助的方法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明慣性導(dǎo)航的誤差積累被有效抑制，導(dǎo)航精度得到提高。
　　（2）完善了對(duì) GPS載波相位時(shí)間差分測(cè)速的研究。在對(duì)載體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行全面分析的基礎(chǔ)上，以經(jīng)過周跳探測(cè)與分析的可

3、靠數(shù)據(jù)，討論了衛(wèi)星鐘誤差、相對(duì)論效應(yīng)、電離層延遲、對(duì)流層延遲、地球自轉(zhuǎn)效應(yīng)等誤差源對(duì)載波相位時(shí)間差分測(cè)速的影響；以靜態(tài)與動(dòng)態(tài)兩種模式全面評(píng)價(jià)了載波相位時(shí)間差分的測(cè)速精度，研究方法及結(jié)果具有一定的參考價(jià)值。
　　（3）全面系統(tǒng)地研究了 GPS動(dòng)態(tài)偽距單點(diǎn)定位中可見衛(wèi)星數(shù)目及衛(wèi)星高度角對(duì)GDOP的影響關(guān)系。以整周模糊度固定的RTK定位結(jié)果對(duì)GPS動(dòng)態(tài)偽距單點(diǎn)定位的精度進(jìn)行了分析，提出了短時(shí)間內(nèi)可見衛(wèi)星數(shù)目減少對(duì)GPS定位結(jié)果存在一致性

4、影響的結(jié)論；基于GPS載波相位時(shí)間差分獲得的高精度速度，提出一種以速度誤差探測(cè)與修正定位粗差的方法，通過實(shí)例計(jì)算驗(yàn)證了方法的有效性。
　?。?）設(shè)計(jì)與建立了 GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的組合模式、濾波算法及系統(tǒng)模型，實(shí)現(xiàn)GPS載波相位時(shí)間差分測(cè)速及動(dòng)態(tài)偽距單點(diǎn)定位對(duì)INS的輔助。在對(duì)位置組合、速度組合、位置與速度聯(lián)合組合的導(dǎo)航結(jié)果進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，得出三種組合方式都能對(duì)慣性導(dǎo)航的誤差積累進(jìn)行抑制；將GPS載波相位時(shí)間差分測(cè)速及動(dòng)態(tài)