【摘要】：傳統(tǒng)的基于載波相位的相對定位技術(shù)可以達到cm級的精度,但是基準(zhǔn)站需要固定在坐標(biāo)已知的位置上,所能覆蓋的范圍有限。在很多特定情境下需要求解兩個移動載體之間的相對位置,由于移動載體離固定的基準(zhǔn)站距離很遠,比如飛機陣列飛行、飛機船艦在航行中加油、衛(wèi)星導(dǎo)彈追蹤、海上船艦相對定位、汽車相對定位等,在這些應(yīng)用場合中,難以使用固定基準(zhǔn)站的相對定位方法。應(yīng)用動態(tài)對動態(tài)(簡稱動對動)相對定位技術(shù),可以克服傳統(tǒng)相對定位方法在這些應(yīng)用場合上的不足,精確獲得兩個運動載體之間的相對位置關(guān)系。本論文針對GPS動對動相對定位的理論方法和實際應(yīng)用展開研究,通過學(xué)習(xí)已有的相對定位的原理與方法,掌握并實現(xiàn)了動對動周跳探測與修復(fù)、動對動整周模糊度固定、動對動基線解算等算法,編寫了GPS動對動相對定位軟件,最后利用實測數(shù)據(jù)進行處理分析。本論文的主要工作內(nèi)容包括:(1)分析了GPS衛(wèi)星觀測方程和相關(guān)的誤差改正模型。對單點定位和相對定位的誤差來源進行了深入分析,針對動對動相對定位,重點討論了大氣延遲、多路徑效應(yīng)、觀測噪聲等誤差及其改正方法。(2)針對周跳探測與修復(fù)展開了深入研究,分析了多普勒法、偽距相位組合法、電離層殘差法、TurboEdit等常用的動態(tài)周跳處理方法,針對動對動相對定位的特點,提出了一種綜合的周跳處理方法,并利用GPS觀測數(shù)據(jù)進行驗證分析,結(jié)果表明綜合方法能夠更加有效地探測出敏感的周跳組合。(3)針對模糊度解算展開了分析研究。介紹了常用的模糊度OTF解算方法,對LAMBDA算法進行了深入研究,并利用GPS觀測數(shù)據(jù)進行了驗證分析,結(jié)果表明LAMBDA算法固定率達到了99%。(4)對動對動相對定位數(shù)學(xué)模型進行了深入的分析研究。就基準(zhǔn)站坐標(biāo)誤差對動對動基線解算的影響進行了分析,研究了Kalman濾波動對動相對定位數(shù)學(xué)模型,并利用固定基線的GPS觀測數(shù)據(jù)進行了算法驗證,取得了cm級的定位精度。(5)在動對動相對定位模型算法的基礎(chǔ)上,利用C語言編寫了動對動相對定位軟件,并分別采用固定基線、與Gamit Track軟件結(jié)果對比等驗證方式,利用GPS靜態(tài)、動態(tài)觀測數(shù)據(jù)進行了動對動模擬和實測驗證,其中靜態(tài)數(shù)據(jù)取得mm級定位精度,動態(tài)數(shù)據(jù)取得了cm級定位精度。
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P228.4

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