姿態(tài)測量在航空航天、軍事等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用,早期的解決方案一般應(yīng)用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）,但INS因其解算原理和價格因素,在實際應(yīng)用中受到一定限制。隨著全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）的不斷發(fā)展完善,應(yīng)用GNSS解算姿態(tài)成為一個研究熱點,在我國大力推廣北斗系統(tǒng)的戰(zhàn)略背景下,研究更顯得重要。本文主要研究應(yīng)用GNSS數(shù)據(jù)解算動態(tài)載體的姿態(tài)信息,重點研究了以下幾個方面的問題:（1）姿態(tài)測量原理和算法。對姿態(tài)測量中坐標系旋轉(zhuǎn)問題、姿態(tài)測量原理和姿態(tài)測量算法進行了研究,提出了姿態(tài)測量中三維直角坐標旋轉(zhuǎn)順序的選取原則;（2）高精度短基線解算。對基線解算原理、短基線誤差處理和應(yīng)用Kalman濾波解算GNSS基線進行了研究;（3）姿態(tài)測量模糊度解算。對LAMBDA算法進行了深入剖析,探索了改進的LAMBDA算法和附有限制條件的LAMBDA算法。在此基礎(chǔ)上,將M-LAMBDA與C-LAMBDA算法結(jié)合起來,提高了模糊度固定的成功率和效率。在理論研究的基礎(chǔ)上,編寫了姿態(tài)測量軟件,軟件在MFC框架下使用C/C++語言編寫,能夠使用BDS和GPS雙系統(tǒng)數(shù)據(jù)解算運動載體三個姿態(tài)角,并實時顯示解算結(jié)果。最后,設(shè)計了測... 

【文章來源】：清華大學北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
        1.1.1 GNSS系統(tǒng)概述
        1.1.2 利用GNSS測量姿態(tài)的意義
    1.2 國內(nèi)外主要研究現(xiàn)狀
        1.2.1 GNSS姿態(tài)測量中整周模糊度的確定
        1.2.2 測姿算法研究
        1.2.3 基于GNSS的測姿研究
    1.3 論文研究內(nèi)容、技術(shù)路線與章節(jié)安排
        1.3.1 論文主要研究內(nèi)容及目標
        1.3.2 研究技術(shù)路線
        1.3.3 論文章節(jié)安排
第2章 姿態(tài)測量原理和方法
    2.1 姿態(tài)測量中三維直角坐標系旋轉(zhuǎn)研究
        2.1.1 三維直角坐標系旋轉(zhuǎn)變換
        2.1.2 姿態(tài)測量中坐標系旋轉(zhuǎn)順序的確定
    2.2 姿態(tài)測量模型
    2.3 姿態(tài)測量算法
第3章 短基線解算及誤差分析
    3.1 GNSS基線解算模型
    3.2 短基線解算誤差改正
    3.3 應(yīng)用Kalman濾波解算基線
        3.3.1 Kalman濾波基本原理
        3.3.2 應(yīng)用Kalman濾波求解基線
第4章 姿態(tài)解算中的模糊度求解
    4.1 常用在航模糊度求解方法
    4.2 LAMBDA算法
        4.2.1 算法準備
        4.2.2 轉(zhuǎn)換矩陣的構(gòu)建
        4.2.3 條件模糊度轉(zhuǎn)換以及搜索過程
        4.2.4 搜索范圍的確定
    4.3 改進的LAMBDA算法（ MODIFIED-LAMBDA）
        4.3.1 提前置換
        4.3.2 搜索范圍的調(diào)整
    4.4 附有限制條件的LAMBDA算法（ CONTROLED-LAMBDA）
        4.4.1 直接約束法
        4.4.2 附有三角約束和基線長度約束的C-LAMBDA
        4.4.3 最小二乘約束下的C-LAMBDA方法
    4.5 實例分析
第5章 程序設(shè)計與實現(xiàn)
    5.1 程序內(nèi)部解算設(shè)計
        5.1.1 總體技術(shù)路線
        5.1.2 模塊技術(shù)路線
    5.2 程序外部框架設(shè)計
        5.2.1 程序需求分析
        5.2.2 模塊功能設(shè)計
        5.2.3 程序界面設(shè)計
第6章 實驗研究與分析
    6.1 實驗?zāi)康暮驮O(shè)計
    6.2 測試實驗
        6.2.1 準動態(tài)實驗
        6.2.2 動態(tài)實驗
    6.3 對比實驗
        6.3.1 GPS/BDS系統(tǒng)對比實驗
        6.3.2 姿態(tài)角算法對比實驗
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 工作總結(jié)
    7.2 工作展望
參考文獻
致謝
個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術(shù)論文與研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]北斗與GPS雙系統(tǒng)測姿研究[J]. 邵奎,白征東.  測繪通報. 2014(S2)
[2]北斗二代衛(wèi)星厘米級相對定位[J]. 白征東,元榮,過靜珺,王園.  測繪通報. 2014(07)
[3]用衛(wèi)星工具軟件包進行北斗單天線姿態(tài)仿真測量[J]. 孟騫,劉建業(yè),曾慶化.  導(dǎo)航定位學報. 2013(03)
[4]雙基線姿態(tài)確定三種算法的比較分析[J]. 劉曉輝,黨亞民,王潛心,楊磊.  大地測量與地球動力學. 2013(01)
[5]BD2/GPS四頻高精度接收機在遠望號船姿測量中的應(yīng)用[J]. 周健,毛剛,趙李健,王玨.  測繪科學技術(shù)學報. 2012(03)
[6]GPS單頻載波相位相對定位的OTF算法及實現(xiàn)[J]. 劉亮,白征東,過靜珺.  測繪通報. 2009(05)
[7]LAMBDA整周模糊度解算方法中的整數(shù)Z變換算法[J]. 趙蓓,王飛雪,孫廣富,雍少為.  彈箭與制導(dǎo)學報. 2008(03)
[8]一種GPS測定姿態(tài)的新方法——具有坐標函數(shù)約束的單歷元阻尼LAMBDA算法[J]. 劉根友.  測繪科學. 2003(03)
[9]適用于航天器的GPS姿態(tài)測量算法和軟件設(shè)計[J]. 過靜君,葛茂榮,張宏兵.  清華大學學報(自然科學版). 2000(06)
[10]融合TRIAD算法用于GPS姿態(tài)確定[J]. 黎湧,吳宏鑫,劉良棟.  中國空間科學技術(shù). 2000(02)

博士論文
[1]機載GPS動態(tài)定位定速與定姿理論研究及軟件開發(fā)[D]. 王潛心.中南大學 2011

碩士論文
[1]GPS高精度實時動態(tài)定位算法研究及軟件開發(fā)[D]. 劉亮.清華大學 2009
[2]GPS三維姿態(tài)測量技術(shù)研究[D]. 劉若普.上海交通大學 2008
[3]GPS姿態(tài)測量系統(tǒng)的研究[D]. 陳林.重慶大學 2007
[4]GPS姿態(tài)測量系統(tǒng)研究與開發(fā)[D]. 韓慧群.哈爾濱工程大學 2006



本文編號：2971365