兰州大学多卫星导航系统的组合导航技术研究大学论文.doc

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1、金玲 多卫导组合导航研究毕 业 论 文（本科生） 中文标题 多卫星导航系统的组合导航技术研究 英文标题 The Study of Technology in The Combined Satellite 学生姓名 张 三 指导教师 梅中磊 学 院 信息科学与工程学院 专 业 基地班（电信方向） 年 级 2005级 兰州大学教务处2金玲 多卫导组合导航研究 诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或

2、在网上发表的论文。特此声明。论文作者签名： 日 期： 目 录第一章 绪论11.1课题来源及意义11.2各卫星导航系统的发展现状及展望11.3论文的研究内容及结构安排5第二章 组合导航系统仿真平台72.1导航空间常用坐标系及其转换72.2星座模型仿真102.3伪距误差修正模型142.4本章小结21第三章 多卫导系统组合导航定位原理233.1 GPS伪距测量233.2 GPS伪距测量定位原理243.3组合系统的定位原理27第四章 单系统和组合系统DOP仿真及精度分析294.1精度因子（DOP）的定义294.2 DOP计算和仿真304.3定位精度分析354.4本章小结41第五章 选星算法425.1

3、传统选星算法425.2 最佳选星法确定组合系统定位时所需选星数目435.3 所选卫星的分布规律465.4 快速选星算法485.5 选星算法减少的计算量的统计505.5本章小结51结 论53附录一 星座仿真参数表54附录二 最小二乘方算法推导57参考文献59致 谢60多卫星导航系统的组合导航技术研究摘 要随着中欧伽利略计划的实施，卫星导航将从GPS时代向GNSS（全球卫星导航系统）时代转变，形成GPS、GALIEO和其他系统（如GLONASS、BD）的多系统并存的局面，多卫星导航系统的组合导航将成为一个必然趋势。 关键词：组合导航 伪距误差校正 精度因子 最小二乘算法 快速选星算法The Stu

4、dy of Tecnology In The Combined Satellite Navigation SystemABSTRACT With GALILEO plan of Middle Europe being actualized, satellite navigation will change from the age of GPS to the age of GNSS(Global Navigation Satellite System), the situation that the GPS、GALILEO and other systems(such as GLONASS、B

5、D) concurrently exist has been formed. As a result, the combined satellite system navigation will be an inevitable trend.Keywords: Combiled navigation Pseudorange error correction DOP Least square methord Fast satellite-selecting algorithmiv第一章 绪论1.1课题来源及意义本课题来源于国家高技术研究发展计划（863计划）：“新一代国家空中交通管理系统”领域，

6、课题名称为“航空多传感器组合导航技术”1。表1.1 GPS/GLONASS/GALIELO/BD2卫星系统的比较卫星参数GPSGLONASSGALILEOBD2轨道面数6334每轨道卫星个数4895、3 / 2、2轨道倾斜角轨道高度20200km19130km23616km36000km/21500km运行周期11小时58分11小时15分14小时4分24小时/12小时制式CDMAFDMACDMACDMA射电频率1575.42MHz1227.60MHz1602+k*0.5625MHz1246+k*0.4375MHzk=1,2,3.1202.025MHz1278.750MHz1561.098MHz

7、1589.742MHz1561.098MHz1207.14MHz1268.52MHz从表1.2.1中可以看出，各卫星系统均有一定的相似性，在轨道倾角， 运行周期、信号制式、及射电频率均有相同之处，特别是在定位原理上均采用无源被动式定位，这就为多系统兼容和组合导航提供了基础。1.3论文的研究内容及结构安排另外，附录一给出了各导航系统卫星星座模拟参数表；附录二详细推导了最小二乘方法。第二章 组合导航系统仿真平台本章主要是利用matlab软件仿真组合导航定位的基本环境，在此基础上搭建平台。首先介绍了导航定位中常见的坐标系及其转换，大地坐标系、地心地固坐标系和用户水平坐标系及其转化在本论文中反复用到，

8、此处给予简单的介绍；本章对GPS、Galileo、GLONASS、北斗的星座仿真，可提供任意时刻星座的位置坐标，使其能作为动态已知点参与定位。最后介绍了伪距测量中主要误差的来源及其修正模型，建立与导航系统有关的各误差模块，如电离层、对流层模块、卫星星历误差和卫星钟差模型等，为本论文以后的仿真提供工作平台。 （2.1.1）依Kobuchar模型仿真北京地区在第3号卫星可见时间内电离层误差： 图2.1 电离层延迟误差E1表示的为卫星高度角，d表示电离层误差，可见电离层误差随着高度角的升高而减小，这也是在计算可见星时将卫星的遮蔽角设置的较高的原因。结 论本文是国家高技术研究发展计划（863计划）的一

9、部分研究内容， 附录一 星座仿真参数表附录二 最小二乘方算法推导一、 最小二乘方的引入参考文献1 曹阳,朱小虎.多模增强型卫星导航接收机芯片的机遇和挑战J.中国集成电路（CIC），2007,1: 65-662 胡友建，罗昀，曾云. 全球定位系统（GPS）原理与应用M. 武汉：中国地质大学出版社，2003: 1-23 伽利略全球卫星导航系统J. 国外科技动态, 2005, 1：31-334 刘基余. GPS卫星导航定位原理与方法M. 北京：科学出版社，2003: 16-21致 谢 在本科毕业设计完成之际，首先我的指导老师梅中磊老师也给予我极大的支持与帮助，他的精益求精的工作作风和谦逊豁达的品德内涵给了我极大的启迪。每当我遇到问题梅老师都悉心地给我指导，予以鼓励，这也是我能够坚持到最后完成毕业设计的一个重要基础。谨以此文献给所有在我成长道路上给予我关心、帮助和鼓励的人们，借以表达我最美好的祝愿。8评 语建议成绩 指导教师（签字）答辩小组意见 答辩委员会 负 责 人（签字）成 绩 学院（盖章） 200 年 月 日