【摘要】：GPS從最初的軍事上的應用到現(xiàn)在被廣泛應用到各個領域，已經得到了長足的發(fā)展，與人們的生活密不可分。并且技術上較早期的GPS系統(tǒng)也有了很大的進步，無論是授時還是定位導航，在理想條件下其精度都可以滿足人們的需要。但是在實際條件下，尤其是在高樓林立的城市中，存在著各種遮擋，包括較高的樓層、高架橋、路旁的大樹、以及GPS信號的多徑效應等，造成GPS信號并不是實時的可用，定位的精度也受到了較大的影響。 本文主要是對GPS信號的可用性評價與改善GPS定位精度兩個方面進行了研究。 首先，介紹了與GPS信號可用性有關的幾點因素，包括GPS定位的精度因子、多徑效應的影響等。并在實測試驗中，以NI公司的labview為平臺，通過編寫的GPS信號接收與處理軟件，對GPS信號的可用性進行了分析。采集了一段時間內部分區(qū)域實驗數(shù)據，計算了的GPS信號的可用性，并觀察了GPS信號的可用性與精度因子、可見衛(wèi)星數(shù)量等的關系。 其次，由于現(xiàn)實環(huán)境下GPS信號偶爾會被遮擋和干擾，其定位的精度受到了一定的影響。消除GPS隨機誤差的重要方法是對其進行動態(tài)濾波。文中將擴展卡爾曼濾波應用到GPS定位系統(tǒng)中去。建立了GPS定位系統(tǒng)的數(shù)學模型，，將選取的狀態(tài)量的真實值從隨機干擾中最優(yōu)估計出來。在實測實驗中，將GPS信號接收與處理軟件與所建立的擴展卡爾曼濾波模型結合起來，并用matlab對濾波過程進行實現(xiàn)。結果表明所建立的GPS定位系統(tǒng)模型準確，對GPS定位精度起到了一定的改善作用。 總之，本文通過對GPS可用性評價的研究和將擴展卡爾曼濾波的方法應用到GPS定位系統(tǒng)，研究了影響GPS信號可用性的因素，應用擴展卡爾曼濾波算法改善了GPS接收機的定位精度，在涉及到導航定位的應用領域有一定的借鑒和參考價值。
[Abstract]:GPS has been widely used in various fields from the initial military application to the present. It has made great progress and is closely related to people's life. And the early GPS system has also made great progress in technology, whether it is timing or positioning navigation, in ideal conditions, its accuracy can meet the needs of people. But in the actual condition, especially in the city with high buildings, there are many kinds of occlusion, including the higher floor, the viaduct, the big tree beside the road, and the multipath effect of GPS signal, so the GPS signal is not available in real time. Positioning accuracy is also greatly affected. In this paper, the usability evaluation of GPS signal and the improvement of GPS positioning accuracy are studied. Firstly, several factors related to the availability of GPS signal are introduced, including the accuracy factor of GPS location and the influence of multipath effect. The usability of GPS signal is analyzed by using GPS signal receiving and processing software written on the platform of labview of NI company. Some regional experimental data are collected for a period of time, and the availability of GPS signal is calculated. The relationship between the availability of GPS signal and the accuracy factor, the number of satellites and so on is observed. Secondly, the positioning accuracy of GPS signal is affected by the occasional occlusion and interference in real environment. Dynamic filtering is an important method to eliminate the random error of GPS. In this paper, extended Kalman filter is applied to GPS positioning system. The mathematical model of GPS positioning system is established, and the real value of the selected state is estimated from the random disturbance. In the experiment, the GPS signal receiving and processing software is combined with the extended Kalman filter model, and the filtering process is realized by matlab. The results show that the established GPS positioning system model is accurate, and it can improve the positioning accuracy of GPS. In a word, through the research of GPS usability evaluation and the application of extended Kalman filter to GPS positioning system, the factors that affect the availability of GPS signal are studied, and the location accuracy of GPS receiver is improved by using extended Kalman filter algorithm. It has some reference value in the application field of navigation and positioning.
【學位授予單位】：沈陽航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：P228.4

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本文編號：2181080