本文關(guān)鍵詞：一種基于模擬GNSS信號(hào)的室內(nèi)定位方法研究

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【摘要】：目前傳統(tǒng)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)信號(hào)在室外定位方面運(yùn)用非常廣泛,普通用戶接收機(jī)只要能接收到4顆或4顆以上可用的GNSS衛(wèi)星信號(hào),就可以實(shí)現(xiàn)較高精度的導(dǎo)航和定位工作。然而將GNSS信號(hào)應(yīng)用于室內(nèi)定位時(shí),由于封閉或半封閉環(huán)境的影響,可用的GNSS衛(wèi)星信號(hào)被嚴(yán)重遮擋甚至完全失效,GNSS定位技術(shù)無法正常工作,這嚴(yán)重阻礙了GNSS信號(hào)在室內(nèi)定位領(lǐng)域中的拓展和應(yīng)用。而常規(guī)的WIFI定位、藍(lán)牙定位等室內(nèi)定位技術(shù)存在精度較低且與GNSS信號(hào)不兼容等局限性。本論文主要針對(duì)上述問題研究了一種基于模擬GNSS信號(hào)的室內(nèi)定位方法,并進(jìn)行了系統(tǒng)構(gòu)建和程序驗(yàn)證。本文基于模擬GNSS信號(hào)的室內(nèi)定位方法完全模擬室外真實(shí)GNSS衛(wèi)星信號(hào)的頻率和電文信號(hào),利用射頻天線模擬GNSS衛(wèi)星進(jìn)行信號(hào)播發(fā),在發(fā)射室內(nèi)模擬信號(hào)的偽距信息中加入了大距離常數(shù),將原本處于室內(nèi)的模擬衛(wèi)星等效轉(zhuǎn)變?yōu)槭彝饽M衛(wèi)星,實(shí)現(xiàn)了無需在接收機(jī)端口做軟件改動(dòng),室內(nèi)采用標(biāo)準(zhǔn)GNSS接收機(jī)即可正常接收模擬信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)導(dǎo)航和定位。本文研究方法是對(duì)室內(nèi)室外高精度無縫GNSS定位方式的一種探索。論文首先從GNSS導(dǎo)航定位原理方面論證了方法的可行性,并進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì);其次通過實(shí)驗(yàn)研究搭建了相應(yīng)的仿真硬件模擬平臺(tái);最后編寫了適用于計(jì)算機(jī)端口以及手機(jī)移動(dòng)端口的軟件處理系統(tǒng),并利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)所提方法進(jìn)行了測(cè)試和精度驗(yàn)證�；谡鎸�(shí)室內(nèi)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在未扣除多徑效應(yīng)和扣除多徑效應(yīng)的情況下所提方法的定位精度分別可以達(dá)到分米級(jí)和毫米級(jí)。研究結(jié)果對(duì)于實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外GNSS信號(hào)統(tǒng)一和無縫定位以及高精度室內(nèi)GNSS儀器檢定等工作具有一定的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：模擬衛(wèi)星 室內(nèi)定位 模擬衛(wèi)星信號(hào) 動(dòng)態(tài)定位 多徑效應(yīng) 軟件設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P228.4
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• abstract5-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)概述11-12
• 1.3 室內(nèi)定位技術(shù)的整體發(fā)展及應(yīng)用12-17
• 1.3.1 整體發(fā)展及應(yīng)用13-15
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新17-20
• 1.4.1 研究課題來源17
• 1.4.2 主要研究創(chuàng)新點(diǎn)17-18
• 1.4.3 論文內(nèi)容及結(jié)構(gòu)18-20
• 第二章 基于模擬GNSS信號(hào)室內(nèi)定位技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)20-42
• 2.1 引言20
• 2.2 偽衛(wèi)星定位技術(shù)20-22
• 2.3 基于模擬GNSS信號(hào)室內(nèi)定位技術(shù)原理22-25
• 2.3.1 室內(nèi)定位技術(shù)原理22-24
• 2.3.2 室內(nèi)定位技術(shù)應(yīng)用前景24-25
• 2.4 模擬信號(hào)及電文設(shè)計(jì)25-32
• 2.4.1 模擬信號(hào)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)25-28
• 2.4.2 導(dǎo)航電文設(shè)計(jì)28-32
• 2.5 基于模擬GNSS信號(hào)室內(nèi)定位的系統(tǒng)設(shè)計(jì)32-40
• 2.5.1 衛(wèi)星信號(hào)模擬器設(shè)計(jì)32-35
• 2.5.2 室內(nèi)定位方法的系統(tǒng)設(shè)計(jì)35-40
• 2.6 本章小結(jié)40-42
• 第三章 基于模擬GNSS信號(hào)的室內(nèi)定位技術(shù)基礎(chǔ)理論實(shí)現(xiàn)42-62
• 3.1 引言42
• 3.2 基本觀測(cè)量和觀測(cè)方程42-47
• 3.2.1 偽距和載波相位觀測(cè)量43-45
• 3.2.2 偽距和載波相位觀測(cè)方程45-47
• 3.3 室內(nèi)定位算法數(shù)學(xué)模型47-58
• 3.3.1 單點(diǎn)定位算法47-50
• 3.3.2 靜態(tài)序貫最小二乘算法50-55
• 3.3.3 動(dòng)態(tài)卡爾曼濾波算法55-58
• 3.4 精度因子研究58-59
• 3.5 多徑誤差及其處理59-61
• 3.6 本章小結(jié)61-62
• 第四章 基于模擬GNSS信號(hào)室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)分析62-76
• 4.1 引言62
• 4.2 基于模擬GNSS的室內(nèi)定位仿真平臺(tái)搭建62-64
• 4.3 仿真系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及解決方案64-65
• 4.4 實(shí)例數(shù)據(jù)處理及分析65-75
• 4.4.1 數(shù)據(jù)說明67-68
• 4.4.2 解算過程中的錯(cuò)誤排除68-69
• 4.4.3 含大距離常數(shù)的數(shù)據(jù)處理過程及定位算法對(duì)比69-72
• 4.4.4 消除多路徑影響前后結(jié)果對(duì)比72-73
• 4.4.5 非理想狀態(tài)下進(jìn)一步提升精度的研究73-74
• 4.4.6 結(jié)果分析74-75
• 4.5 本章小結(jié)75-76
• 第五章 基于模擬GNSS信號(hào)的室內(nèi)定位軟件研發(fā)76-93
• 5.1 引言76
• 5.2 應(yīng)用于基于Windows操作系統(tǒng)的室內(nèi)定位的軟件開發(fā)76-80
• 5.2.1 軟件設(shè)計(jì)76-78
• 5.2.2 功能實(shí)現(xiàn)78-80
• 5.3 應(yīng)用于基于Android操作系統(tǒng)移動(dòng)終端的室內(nèi)定位應(yīng)用開發(fā)80-91
• 5.3.1 開發(fā)環(huán)境80-83
• 5.3.2 軟件設(shè)計(jì)83-86
• 5.3.3 功能實(shí)現(xiàn)86-88
• 5.3.4 技術(shù)難點(diǎn)及解決方式88-91
• 5.4 室內(nèi)外一體化GNSS無縫定位技術(shù)初步方案展望91-92
• 5.5 本章小結(jié)92-93
• 第六章 結(jié)論與展望93-97
• 6.1 主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)論93-94
• 6.2 存在的問題與展望94-97
• 6.2.1 存在的問題94-95
• 6.2.2 結(jié)合室內(nèi)定位前景展望95-97
• 參考文獻(xiàn)97-100
• 攻讀碩士期間主要成果100-101
• 致謝101

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