本文關(guān)鍵詞：基于樣條插值和卡爾曼濾波的鐘差預(yù)測(cè)方法研究

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【摘要】：GPS授時(shí)因其覆蓋范圍廣、授時(shí)精度高的優(yōu)良特性在全球范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。精確的軌道信息是精密定位和精確授時(shí)的基礎(chǔ),如何獲得精確的衛(wèi)星軌道信息和接收機(jī)鐘差是GPS授時(shí)研究的關(guān)鍵技術(shù),也是本文研究的重點(diǎn)。 對(duì)一般用戶來說,衛(wèi)星坐標(biāo)是根據(jù)接收機(jī)收到的衛(wèi)星導(dǎo)航電文中的廣播星歷參數(shù)按固定的公式來計(jì)算的。這種方法計(jì)算過程繁瑣,會(huì)占用大量的內(nèi)存,影響計(jì)算效率。目前較為常見的解決方法是對(duì)廣播星歷進(jìn)行插值或擬合來獲取較為精確的衛(wèi)星坐標(biāo)。本文先介紹了拉格朗日插值和三次樣條插值算法,針對(duì)樣條插值法邊界條件難以獲取的問題,提出將拉格朗日插值法與三次樣條插值相結(jié)合的方法,并將該方法應(yīng)用于IGS提供的星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行插值得出衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù),并給出了算法的計(jì)算精度,同時(shí)分析了插值階數(shù)對(duì)精度的影響。在此基礎(chǔ)上,由經(jīng)過插值之后的衛(wèi)星軌道參數(shù)計(jì)算接收機(jī)鐘差。影響接收機(jī)鐘差的誤差按照性質(zhì)可分為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩類。針對(duì)系統(tǒng)誤差,可以利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行消除；而隨機(jī)誤差難以模型化,本文提出用卡爾曼濾波方法來處理。由于卡爾曼濾波算法中初始參數(shù)的選擇對(duì)濾波結(jié)果影響很大,論文接著對(duì)卡爾曼濾波初始參數(shù)的選擇做了推導(dǎo)分析。最后對(duì)由插值的衛(wèi)星軌道數(shù)值計(jì)算得到的接收機(jī)鐘差進(jìn)行卡爾曼濾波研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文的鐘差預(yù)測(cè)方法在一定程度上提高了接收機(jī)時(shí)鐘的精度和穩(wěn)定度。 文章的結(jié)尾總結(jié)了本文的工作,展望了下一步工作的方向。 通過分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,本文得到了以下有意義的結(jié)論： ●通過對(duì)星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值內(nèi)插,能夠得到滿足采樣率要求的數(shù)據(jù),同時(shí)亦能保證插值數(shù)據(jù)的誤差在允許的范圍內(nèi)。對(duì)于接收機(jī)高速采集衛(wèi)星信號(hào)的情況,可以借鑒此方法來提高采集的效率并減小計(jì)算的復(fù)雜度。 ●拉格朗日多項(xiàng)式插值適合于對(duì)計(jì)算量要求不大的應(yīng)用場(chǎng)景,在階數(shù)較低時(shí)能獲得比較高的精度；三次樣條插值則適用于邊界條件容易獲得且對(duì)計(jì)算速度要求較高的情況。 ●卡爾曼濾波能從帶有噪聲的信號(hào)中估計(jì)信號(hào)的真實(shí)值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,通過對(duì)接收機(jī)鐘差數(shù)據(jù)進(jìn)行卡爾曼濾波,能夠比較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)接收機(jī)的實(shí)際鐘差,從而提高了授時(shí)的精度。
【關(guān)鍵詞】：接收機(jī)鐘差 卡爾曼濾波 樣條插值 拉格朗日插值
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：P228.4;P127.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 論文的意義及內(nèi)容安排12-14
• 第二章 GPS授時(shí)原理和IGS簡(jiǎn)介14-33
• 2.1 GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)14-16
• 2.2 GPS定位原理16-18
• 2.3 GPS授時(shí)原理18-19
• 2.4 IGS介紹19-24
• 2.4.1 IGS的組成19-20
• 2.4.2 IGS產(chǎn)品20-24
• 2.5 誤差來源及改正方法24-33
• 2.5.1 與衛(wèi)星有關(guān)的誤差25-27
• 2.5.2 與信號(hào)傳播路徑有關(guān)的誤差27-32
• 2.5.3 與接收機(jī)有關(guān)的誤差32-33
• 第三章 星歷數(shù)據(jù)內(nèi)插方法和精度分析33-53
• 3.1 插值模型33-39
• 3.1.1 拉格朗日插值33-35
• 3.1.2 三次樣條插值35-39
• 3.2 衛(wèi)星廣播星歷插值精度對(duì)比分析39-53
• 第四章 卡爾曼濾波及授時(shí)數(shù)據(jù)處理53-64
• 4.1 卡爾曼濾波理論53-54
• 4.2 卡爾曼濾波參數(shù)選擇54-56
• 4.3 算例分析56-64
• 第五章 總結(jié)與展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 致謝68-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文情況69

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

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本文編號(hào)：521593