手机A-GPS导航性能的可靠性研究

摘要

随着手机功能越来越强大，手机的精准位置服务成为人们日常生活的需求之一。手机A-GPS定位由于首次定位速度快、精度高的特点成为手机定位方式的优先选择。但在运动状态下，A-GPS定位存在定位精度不高的弊端，且国内对手机A-GPS导航性能的研究较少。目前手机不能直接获取定位所需的原始观测数据，而MT3333模块的性能与手机定位性能相同，支持EPO辅助定位，且支持定位原始数据的获取。基于此，本文以MT3333模块为例，对动态下A-GPS导航性能的可靠性进行了研究，为进一步提高手机A-GPS定位精度提供参考，主要内容如下：
　　1、对MT3333模块的导航性能进行了分析。在静态和动态两种环境下，MT3333模块定位性能与手机A-GPS定位性能相当，并设计了基于Android系统的手机A-GPS定位界面。
　　2、通过单基站伪距差分和千寻位置服务的方式来提高MT3333模块导航性能。由实验结果可知，运动状态下，MT3333模块在单基站伪距差分下的平面精度为2.131m，在千寻位置服务下的平面精度为1.576m，相比伪距单点定位的精度，两者都有了很大的提高。
　　3、通过合适的定权模型来提高MT3333模块的导航性能。对等权模型、高度角模型和Helmert方差分量模型下MT3333模块的定位精度进行分析，由实验结果可知，基于Helmert方差分量模型的MT3333模块定位精度最优，基于高度角模型的MT3333模块定位精度高于基于等权模型的定位精度。
　　4、研究了MT3333模块的测速与导航性能的关系。对位置差分测速进行了改进，对比分析了多普勒测速和高精度位置差分测速的精度。由步行和车载实验分析可知，MT3333模块的定位性能与速度存在相关函数关系，但在较高车速下，定位数据采集率降低，且定位性能与速度的关系模型适用性降低。

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摘 要

Abstract

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Contents

1 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 研究现状及发展

1.2.1 A-GPS定位技术现状及发展

1.2.2 手机定位技术的现状及发展

1.3 本文研究内容及章节安排

2 手机A-GPS定位技术

2.1 A-GPS定位原理

2.1.1 A-GPS定位的概念

2.1.2 A-GPS定位流程

2.2 伪距单点定位及差分定位

2.2.1 伪距单点定位原理

2.2.2 卫星位置计算

2.2.3 差分定位方式

2.3 误差改正和坐标转换

2.3.1 误差源及改正方法

2.3.2 坐标转换

3 MT3333模块导航性能分析

3.1 MT3333模块的概述及数据格式转换

3.1.1 MT3333模块的数据格式

3.1.2 MT3333模块的数据格式转换

3.2 手机A-GPS定位界面设计

3.2.1 Android系统定位信息的获取

3.2.1 Android系统A-GPS定位界面

3.3 MT3333模块导航性能分析

3.3.1 静态下MT3333模块定位精度分析

3.3.2 动态下MT3333模块定位精度分析

3.4 本章小结

4 提高MT3333模块导航性能的方法

4.1 基于MT3333模块的伪距差分定位

4.1.1 单基站伪距差分定位流程

4.1.2 单基站伪距差分实验分析

4.2 基于MT3333模块的千寻位置服务

4.2.1 千寻位置概述

4.2.1 基于千寻位置的实验分析

4.3 MT3333模块在不同定权模型下精度分析

4.3.1 等权模型下精度分析

4.3.2 高度角模型下精度分析

4.3.3 Helmert方差分量模型下精度分析

4.4 本章小结

5 MT3333模块测速与定位的研究

5.1 多普勒测速原理及误差改正

5.1.1 多普勒测速

5.1.2 高精度位置差分测速

5.1.3 测速相关误差分析

5.2 多普勒测速的精度分析

5.2.1 静态下测速精度分析

5.2.2 动态下测速精度分析

5.3 步行环境下测速与定位精度的分析

5.3.1 实验设计

5.3.2 实验分析

5.4 车载环境下测速与定位精度的分析

5.4.1 实验设计

5.4.2 实验分析

5.5 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

攻读硕士期间主要成果

致谢