本文關(guān)鍵詞：室內(nèi)偽衛(wèi)星實(shí)時(shí)定位技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：GNSS定位系統(tǒng)有著全天候、高精度和連續(xù)定位等優(yōu)點(diǎn)，但是在室內(nèi)、地下等阻擋遮蔽環(huán)境下，GNSS信號(hào)因衰減嚴(yán)重使得可見衛(wèi)星數(shù)目減少，定位精度差或者無法進(jìn)行定位，這限制了衛(wèi)星定位在室內(nèi)等特殊區(qū)域內(nèi)的應(yīng)用。偽衛(wèi)星技術(shù)可以滿足室內(nèi)或地下等特殊場景的定位，不僅可以單獨(dú)組網(wǎng)進(jìn)行定位，也能增強(qiáng)GNSS衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外無縫定位。 本文研究的目的及意義為設(shè)計(jì)一款包含GNSS所有頻帶、且功率可調(diào)的通用型偽衛(wèi)星發(fā)射機(jī)，并使用實(shí)時(shí)軟件接收機(jī)對(duì)其信號(hào)進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)偽衛(wèi)星的定位。首先是頻段寬且可編程的特點(diǎn)，能方便快捷的將新信號(hào)體制運(yùn)用到偽衛(wèi)星發(fā)射機(jī)中，進(jìn)行信號(hào)體制的試驗(yàn)研究和驗(yàn)證；其次是功率可調(diào)，使用軟件方式調(diào)整偽衛(wèi)星發(fā)射機(jī)的信號(hào)功率，可以在一定程度上減小遠(yuǎn)近效應(yīng)和多路徑效應(yīng)對(duì)定位的誤差；再次是修改與偽衛(wèi)星發(fā)射機(jī)所相符的實(shí)時(shí)軟件接收機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)偽衛(wèi)星發(fā)射機(jī)信號(hào)結(jié)構(gòu)的分析和處理，發(fā)現(xiàn)偽衛(wèi)星硬件結(jié)構(gòu)中存在的問題，并修改發(fā)射機(jī)的硬件及信號(hào)結(jié)構(gòu)，最終完成室內(nèi)偽衛(wèi)星系統(tǒng)下的軟件接收機(jī)實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)，為偽衛(wèi)星的相應(yīng)硬件接收機(jī)設(shè)計(jì)、開發(fā)和偽衛(wèi)星技術(shù)的實(shí)時(shí)應(yīng)用進(jìn)行理論和應(yīng)用的探討。 在偽衛(wèi)星技術(shù)與GPS衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在信號(hào)結(jié)構(gòu)組成及其定位方法上具有較多相似性的基礎(chǔ)上，研究了偽衛(wèi)星射頻信號(hào)的基本原理及其組成結(jié)構(gòu)，并探究了偽衛(wèi)星定位的方法：偽衛(wèi)星異步時(shí)鐘雙差算法、同步時(shí)鐘單差及雙差三種算法、及算法實(shí)現(xiàn)的條件及流程，并分析了算法的差異和優(yōu)缺點(diǎn)。 研究偽衛(wèi)星定位過程的精度及誤差，首先驗(yàn)證了偽衛(wèi)星的引入對(duì)GNSS系統(tǒng)DOP的改善效果，然后研究了室內(nèi)偽衛(wèi)星的最優(yōu)幾何布局，針對(duì)于實(shí)際最優(yōu)星座布局進(jìn)行了DOP計(jì)算，最后對(duì)定位過程的誤差源進(jìn)行了相應(yīng)的分析。 改進(jìn)了偽衛(wèi)星發(fā)射機(jī)硬件結(jié)構(gòu)，重新論證了發(fā)射機(jī)各個(gè)組成部分的設(shè)計(jì)依據(jù)和功能實(shí)現(xiàn)，該發(fā)射機(jī)射頻范圍達(dá)到800MHz~2500MHz，包含所有導(dǎo)航頻段，且射頻輸出信號(hào)功率實(shí)現(xiàn)軟件可調(diào)，可在一定程度上減小遠(yuǎn)近效應(yīng)和多路徑誤差。 設(shè)計(jì)與偽衛(wèi)星發(fā)射系統(tǒng)相符的軟件接收機(jī)，設(shè)計(jì)了在Linux系統(tǒng)中軟件接收機(jī)的多線程方案、算法流程及軟件接收機(jī)接收偽衛(wèi)星信號(hào)的修改方案，最后在ubuntu12.10系統(tǒng)上用USRP1+DBSRX或GN3S作射頻前端實(shí)現(xiàn)了軟件接收機(jī)正常運(yùn)行。 最后對(duì)設(shè)計(jì)完成后的偽衛(wèi)星發(fā)射機(jī)硬件進(jìn)行了測試，包括各個(gè)模塊測試及整體測試，并測試了軟件接收機(jī)跟蹤GPS衛(wèi)星信號(hào)和單個(gè)偽衛(wèi)星發(fā)射機(jī)信號(hào)的通道性能，驗(yàn)證了偽衛(wèi)星發(fā)射機(jī)硬件設(shè)計(jì)的合理性及軟件接收機(jī)應(yīng)用于偽衛(wèi)星系統(tǒng)的可行性，最后測試了室內(nèi)偽衛(wèi)星系統(tǒng)下的軟件接收機(jī)的接收效果及其定位效果。
【關(guān)鍵詞】：偽衛(wèi)星 室內(nèi)定位 精度因子 軟件接收機(jī) 雙差定位
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：P228.4
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 目錄9-12
• 圖目錄12-14
• 表目錄14-15
• 第1章 緒論15-23
• 1.1 偽衛(wèi)星系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.1.1 國外偽衛(wèi)星系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.1.2 國內(nèi)偽衛(wèi)星系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀19
• 1.2 軟件接收機(jī)的研究現(xiàn)狀19-21
• 1.3 偽衛(wèi)星系統(tǒng)存在的關(guān)鍵問題及研究意義21-22
• 1.4 論文的研究內(nèi)容22-23
• 第2章 偽衛(wèi)星定位原理分析23-43
• 2.1 偽衛(wèi)星信號(hào)組成23-28
• 2.1.1 偽隨機(jī)碼23-26
• 2.1.2 導(dǎo)航電文結(jié)構(gòu)26-28
• 2.1.3 偽衛(wèi)星信號(hào)結(jié)構(gòu)28
• 2.2 偽衛(wèi)星定位觀測量28-31
• 2.2.1 偽距觀測值29
• 2.2.2 載波相位觀測值29-30
• 2.2.3 整周模糊度的求解方法30-31
• 2.3 偽衛(wèi)星定位算法研究31-42
• 2.3.1 偽衛(wèi)星異步時(shí)鐘算法研究32-37
• 2.3.2 偽衛(wèi)星同步時(shí)鐘算法研究37-41
• 2.3.3 偽衛(wèi)星時(shí)鐘異步和同步算法的差異41-42
• 2.4 本章小結(jié)42-43
• 第3章 偽衛(wèi)星定位精度及其誤差分析43-59
• 3.1 衛(wèi)星定位精度分析43-48
• 3.1.1 衛(wèi)星定位誤差43-45
• 3.1.2 精度因子的提出45-48
• 3.2 偽衛(wèi)星精因子的分析48-53
• 3.2.1 偽衛(wèi)星增強(qiáng)技術(shù)對(duì)精度因子的改善48-50
• 3.2.2 偽衛(wèi)星最優(yōu)幾何布局研究50-53
• 3.3 偽衛(wèi)星定位誤差53-58
• 3.3.1 遠(yuǎn)近效應(yīng)55-57
• 3.3.2 多路徑誤差57-58
• 3.3.3 線性化誤差58
• 3.4 本章小結(jié)58-59
• 第4章 偽衛(wèi)星硬件及其軟件接收機(jī)設(shè)計(jì)59-77
• 4.1 偽衛(wèi)星發(fā)射機(jī)的硬件設(shè)計(jì)59-67
• 4.1.1 時(shí)鐘管理61-62
• 4.1.2 基帶結(jié)構(gòu)62-64
• 4.1.3 RF PLL 結(jié)構(gòu)64
• 4.1.4 上變頻結(jié)構(gòu)64-66
• 4.1.5 主控模塊66-67
• 4.2 軟件接收機(jī)結(jié)構(gòu)67-71
• 4.2.1 軟件接收機(jī)基本組成67-68
• 4.2.2 射頻前端68-71
• 4.3 軟件接收機(jī)實(shí)現(xiàn)71-76
• 4.3.1 軟件接收機(jī)流程72-74
• 4.3.2 偽衛(wèi)星相適應(yīng)的軟件接收機(jī)74
• 4.3.3 軟件接收機(jī)使用74-76
• 4.4 本章小結(jié)76-77
• 第5章 室內(nèi)偽衛(wèi)星實(shí)時(shí)處理結(jié)果與分析77-97
• 5.1 偽衛(wèi)星發(fā)射機(jī)測試77-86
• 5.1.1 時(shí)鐘管理測試77-78
• 5.1.2 基帶測試78-80
• 5.1.3 RF PLL 測試80-83
• 5.1.4 上變頻測試83-85
• 5.1.5 總體測試結(jié)果85-86
• 5.2 軟件接收機(jī)性能測試86-91
• 5.2.1 軟件接收機(jī)對(duì) GPS 衛(wèi)星的測試結(jié)果86-88
• 5.2.2 軟件接收機(jī)測試單個(gè)偽衛(wèi)星發(fā)射機(jī)88-91
• 5.3 軟件接收機(jī)測試室內(nèi)偽衛(wèi)星定位系統(tǒng)91-96
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論96
• 5.5 本章小結(jié)96-97
• 第6章 總結(jié)與展望97-99
• 6.1 論文工作總結(jié)97-98
• 6.2 后續(xù)研究展望98-99
• 附錄 A 縮略語表99-101
• 參考文獻(xiàn)101-105
• 攻讀碩士期間發(fā)表或錄用的論文105-107
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目107-109
• 致謝109

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

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  本文關(guān)鍵詞：室內(nèi)偽衛(wèi)星實(shí)時(shí)定位技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：366316