【摘要】：傳統(tǒng)的基于載波相位的相對(duì)定位技術(shù)可以達(dá)到cm級(jí)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(gè)移動(dòng)載體之間的相對(duì)位置,由于移動(dòng)載體離固定的基準(zhǔn)站距離很遠(yuǎn),比如飛機(jī)陣列飛行、飛機(jī)船艦在航行中加油、衛(wèi)星導(dǎo)彈追蹤、海上船艦相對(duì)定位、汽車相對(duì)定位等,在這些應(yīng)用場(chǎng)合中,難以使用固定基準(zhǔn)站的相對(duì)定位方法。應(yīng)用動(dòng)態(tài)對(duì)動(dòng)態(tài)(簡(jiǎn)稱動(dòng)對(duì)動(dòng))相對(duì)定位技術(shù),可以克服傳統(tǒng)相對(duì)定位方法在這些應(yīng)用場(chǎng)合上的不足,精確獲得兩個(gè)運(yùn)動(dòng)載體之間的相對(duì)位置關(guān)系。本論文針對(duì)GPS動(dòng)對(duì)動(dòng)相對(duì)定位的理論方法和實(shí)際應(yīng)用展開研究,通過(guò)學(xué)習(xí)已有的相對(duì)定位的原理與方法,掌握并實(shí)現(xiàn)了動(dòng)對(duì)動(dòng)周跳探測(cè)與修復(fù)、動(dòng)對(duì)動(dòng)整周模糊度固定、動(dòng)對(duì)動(dòng)基線解算等算法,編寫了GPS動(dòng)對(duì)動(dòng)相對(duì)定位軟件,最后利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)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(cè)方程和相關(guān)的誤差改正模型。對(duì)單點(diǎn)定位和相對(duì)定位的誤差來(lái)源進(jìn)行了深入分析,針對(duì)動(dòng)對(duì)動(dòng)相對(duì)定位,重點(diǎn)討論了大氣延遲、多路徑效應(yīng)、觀測(cè)噪聲等誤差及其改正方法。(2)針對(duì)周跳探測(cè)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(dòng)態(tài)周跳處理方法,針對(duì)動(dòng)對(duì)動(dòng)相對(duì)定位的特點(diǎn),提出了一種綜合的周跳處理方法,并利用GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證分析,結(jié)果表明綜合方法能夠更加有效地探測(cè)出敏感的周跳組合。(3)針對(duì)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(duì)LAMBDA算法進(jìn)行了深入研究,并利用GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證分析,結(jié)果表明LAMBDA算法固定率達(dá)到了99%。(4)對(duì)動(dòng)對(duì)動(dòng)相對(duì)定位數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了深入的分析研究。就基準(zhǔn)站坐標(biāo)誤差對(duì)動(dòng)對(duì)動(dòng)基線解算的影響進(jìn)行了分析,研究了Kalman濾波動(dòng)對(duì)動(dòng)相對(duì)定位數(shù)學(xué)模型,并利用固定基線的GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了算法驗(yàn)證,取得了cm級(jí)的定位精度。(5)在動(dòng)對(duì)動(dòng)相對(duì)定位模型算法的基礎(chǔ)上,利用C語(yǔ)言編寫了動(dòng)對(duì)動(dòng)相對(duì)定位軟件,并分別采用固定基線、與Gamit Track軟件結(jié)果對(duì)比等驗(yàn)證方式,利用GPS靜態(tài)、動(dòng)態(tài)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了動(dòng)對(duì)動(dòng)模擬和實(shí)測(cè)驗(yàn)證,其中靜態(tài)數(shù)據(jù)取得mm級(jí)定位精度,動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)取得了cm級(jí)定位精度。
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P228.4

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