北斗-GPS偽距定位算法優(yōu)化及接收機設計.pdf

1、目前，美國GPS衛(wèi)星在全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)中處于領先水平。在空間資源有限的情況下，發(fā)展我們自己的導航系統(tǒng)無論在軍用、民用等方面都有著至關重要的意義，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（BDS）應運而生。在國家大力支持下，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)計劃在2018年對“一帶一路”沿線及周邊國家提供導航服務，在2020年北斗35顆衛(wèi)星正式組網，為全球范圍提供定位、導航及授時服務?！氨倍?”時代正式進入我們生活。
　　利用偽距做定位解算具有使用范圍廣、定位迅速、算法復雜

2、度低等優(yōu)勢被廣泛運用到接收機設計中，但國內接收機的偽距定位精度普遍較低，相比于國外接收機有較大的提升空間，為此，本文開展了對偽距單點定位及偽距差分定位理論研究，對傳統(tǒng)偽距差分算法進行優(yōu)化，并設計實現(xiàn)了偽距單點定位接收機及單基站偽距差分系統(tǒng)，對提高國內偽距定位水平有重要的參考價值。具體工作如下所示：
　　首先研究了偽距單點定位的誤差模型及解算算法。在誤差消除方面，著重分析了電離層模型、對流層模型、衛(wèi)星鐘差、接收機鐘差等；定位解算算法

3、方面著重分析了直接解算算法、最小二乘算法及加權最小二乘算法。在偽距單點定位的理論研究之上，基于STM32處理器設計實現(xiàn)了偽距單點定位接收機，并分別在單北斗、單GPS及雙系統(tǒng)聯(lián)合定位模式下分析了接收機的定位精度。
　　鑒于偽距單點定位誤差較大，為了提高定位精度，本文后續(xù)展開了對偽距差分定位的理論研究。概述了偽距差分基本定位原理，指出傳統(tǒng)偽距差分定位生成的差分改正數(shù)由于包含基準站接收機鐘差，造成了差分改正數(shù)的數(shù)量級較大，求解的改正數(shù)變

4、化率不準確且對通信設備造成了較大壓力。針對這種不足，本文引入了一種星間差分的算法有效的消除了基準站接收機鐘差，降低了改正數(shù)的數(shù)量級，減小了通信設備的負荷，并且變化率可以更好的反映了差分改正數(shù)的變化情況。
　　最后在偽距單點定位接收機的基礎上設計實現(xiàn)了單基站偽距差分系統(tǒng)。該差分系統(tǒng)是以S3C6410為處理器的Tiny6410開發(fā)板作為基準站，對偽距單點定位接收機進行差分修正。最后在甚短基線的情況下比較了差分前后的單GPS、單BDS及