基于北斗地基增強的車載網(wǎng)接收機關鍵技術研究
本文選題:車載網(wǎng)接收機 + 北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。 參考:《武漢理工大學》2015年博士論文
【摘要】:隨著車載網(wǎng)絡技術的逐步成熟以及我國北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的建設完善,基于北斗地基增強系統(tǒng)和車載網(wǎng)絡的城市車輛高精度定位將直接改善復雜城市環(huán)境下車輛定位結(jié)果,保證車輛安全運行。因此,研究基于北斗衛(wèi)星地基增強(Beidou Ground Based Augmentation System,BD-GBAS)的車載網(wǎng)接收機關鍵技術及其軟硬件實現(xiàn)具有重要理論指導意義和實際應用價值。本文在車載網(wǎng)和北斗衛(wèi)星系統(tǒng)定位理論的基礎上,對基于北斗地基增強的車載網(wǎng)接收機關鍵技術進行了深入的研究,在應用創(chuàng)新中依托中國第二代衛(wèi)星導航系統(tǒng)重大專項和國家863計劃“北斗地基導航信號網(wǎng)絡關鍵技術”課題,率先在國內(nèi)設計并實現(xiàn)了一種基于北斗地基增強的高精度定位車載網(wǎng)接收機終端技術,主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點如下:(1)分析車載網(wǎng)相關技術理論和方法,包括車載網(wǎng)體系架構(gòu)和協(xié)議棧,以及車載網(wǎng)物理層、MAC層、網(wǎng)絡層關鍵技術的影響及其相應解決方案,重點論述了物理層和MAC層的關鍵技術,包括網(wǎng)絡編碼技術、信道資源分配方法、廣播機制等。針對雙向多中繼系統(tǒng),提出了一種基于移動中繼動態(tài)節(jié)點選擇方案,以保持車載協(xié)作通信系統(tǒng)的可靠性,在韋伯(Wei bull)衰落環(huán)境下,試驗驗證并分析了基于網(wǎng)絡編碼技術的雙向中繼系統(tǒng)的中斷性能。(2)研究車載網(wǎng)MAC層信道資源分配方法。重點分析車載環(huán)境下的無線接入標準(Wireless Access in Vehicular Environment,WAVE)的信道資源分配機制,包括WAVE體系中的載波監(jiān)聽、幀間間隔、隨機退避和重傳等信道資源分配機制等,提出了一種基于非合作博弈的資源分配策略,其目標是聯(lián)合考慮競爭性信道和帶寬分配以解決傳輸質(zhì)量和有限個可變數(shù)據(jù)包到達速率問題。該策略將資源分配問題建模為一個非合作靜態(tài)博弈過程,證明了聯(lián)合分配博弈存在納什均衡,分析了博弈的有效性和收斂問題,并設計了兩種分別針對完美信息和非完美信息的分布式算法來使節(jié)點對趨向納什均衡狀態(tài)。實驗仿真結(jié)果表明該策略可以顯著地提高系統(tǒng)性能。(3)研究北斗地基增強系統(tǒng)相關技術與實現(xiàn)方法。分析了衛(wèi)星導航增強技術的類別及特點,北斗地基增強系統(tǒng)的組成及工作原理、觀測值計算模型以及誤差來源和消除方法等。在此基礎上,重點研究面向車載網(wǎng)的北斗地基增強系統(tǒng)組網(wǎng)技術、北斗衛(wèi)星誤差來源及消除方法、虛擬參考站(Virtual Reference Station,VRS)技術及其觀測值計算模型和修正發(fā)布方案等。以車載網(wǎng)為研究基礎,提出了基于車載網(wǎng)的北斗網(wǎng)絡RTK系統(tǒng)構(gòu)建方案,并通過實地測試及數(shù)據(jù)分析驗證了方案的可行性,為移動車輛高精度定位提供了技術支持。(4)研究了一種基于北斗地基增強的車載網(wǎng)高精度定位接收機的設計與實現(xiàn)技術,分別從硬件、軟件兩方面給出接收機的設計和實現(xiàn)過程,并對接收機進行性能測試和分析。結(jié)果表明,該接收機不僅能夠?qū)崿F(xiàn)北斗導航衛(wèi)星系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、專用短距離通信(Dedicated Short Range Communication,DSRC)數(shù)據(jù)收發(fā)等基本功能,而且具備高效、可靠的實時定位特點,具有較大的實用價值。在實際環(huán)境中的測試也表明該接收機的技術性能能較好實現(xiàn)移動車輛的高精度衛(wèi)星定位,具有較好的應用前景。
[Abstract]:This paper studies the key technology of vehicle - mounted network receiver based on Beidou satellite foundation augmentation system ( BD - GBAS ) and its corresponding solution . In this paper , the design and implementation of Beidou network RTK system based on vehicle - mounted network are analyzed . The design and implementation of Beidou network RTK system based on vehicle - mounted network are studied .
【學位授予單位】:武漢理工大學
【學位級別】:博士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:P228.4
【參考文獻】
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