北斗导航载波相位差分定位技术研究

摘要

北斗卫星导航系统作为全球四大导航系统之一，是中国完全独立研制的新一代卫星定位授时系统，且完全不依赖美国等国的束缚。北斗卫星导航系统的发展将会给我国及周边国家乃至全球带来更可靠、更安全、更放心的定位授时服务，这标志着我国卫星导航产业的发展将会一片光明。载波相位差分定位技术作为迄今为止精度最高的一种定位技术，一直都是国内外学者的研究热点及难点，研究北斗导航载波相位差分定位技术也是为适应中国的导航产业发展的趋势。本文主要研究的是北斗载波相位差分定位技术的几个关键性问题，即准确探测与正确修复周跳以及正确求解整周模糊度。本文的主要工作安排如下：
　　首先介绍了全球应用最为广泛的四大导航系统的发展近况，载波相位差分定位技术关键算法的当前研究的情况，并且重点对我国的北斗导航这一全新的系统作了介绍。详细介绍了载波相位差分定位的最为常用的三种模型，主要包括三种作差方式：单差、双差、三差。针对北斗三频特性，介绍了北斗多频组合，对几种常见的线性组合方向进行比较。简要介绍了利用载波相位进行差分定位中常见的误差来源及其抵消或减弱方法。
　　考虑到载波相位差分定位中可能会发生信号失锁等偶然情况，导致周跳产生，对普遍使用的周跳探测与修复法进行研究，并对各算法分别进行建模和仿真分析。这些方法各有优缺点，比如多项式法具有探测修复大周跳的优点，小波变换法探测大或小的周跳效果好，但周跳的修复能力较差等。综合各种周跳探测方法的优缺点，对现有的方法进行改进，将多项式拟合法与小波变换法相结合能更好的探测、修复大小周跳，定位精度得以很大的提高。
　　基于载波相位的差分定位中另一个重要的难点在于整周模糊度的确定，这意味着能否实现精确的定位。本文介绍了普遍使用的几种模糊度确定的方法，且方法各有优劣，其中最小二乘降相关法求解整周模糊度最为有效。为提升整周模糊度的搜索效率，对最小二乘降相关法进行改进，通过基线长度进行约束，有效减小整周模糊度的搜索空间，从而提升模糊度搜索效率，基线的求解更为精确而迅速，更满足差分定位的实时性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1课题研究背景、目的及意义

1.2 国内外发展现状

1.3 本文主要工作及内容安排

第2章 北斗导航定位系统

2.1北斗导航系统组成

2.2 北斗卫星信号

2.3 北斗坐标系统及时间系统

2.4 导航电文信息

2.5 导航数据格式

2.6 本章小结

第3章 载波相位差分定位原理

3.1 差分定位技术

3.2 载波相位差分

3.3 观测值的线性组合

3.4 定位误差分析

3.5 本章小结

第4章 周跳探测与修复

4.1周跳定义及其产生的原因

4.2周跳探测修复方法研究

4.3 一种改进的探测与修复周跳的算法

4.4本章小结

第5章 整周模糊度的确定

5.1 整周模糊度确定过程

5.2整周模糊度的求解

5.3 最小二乘降相关法

5.4 双差模糊度去相关算法的改进

5.5 算例分析

5.6 本章小结

结论

参考文献

硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢