本文關(guān)鍵詞：基于載波相位實時動態(tài)差分的GPS精確定位系統(tǒng)的研究

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【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市規(guī)劃及建設(shè)中的工程測繪、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的田間作業(yè)、交通及水利設(shè)施建設(shè)等領(lǐng)域?qū)芏ㄎ患夹g(shù)及系統(tǒng)的需求越來越迫切。近年來在GPS技術(shù)及通訊技術(shù)上發(fā)展起來的載波相位實時動態(tài)差分(RTK)技術(shù)以自動化程度高、作業(yè)條件低、精度高等優(yōu)勢越來越受到重視。RTK測量是以載波觀測量為基礎(chǔ)，利用無線電技術(shù)，實時獲取兩個或多個接收機數(shù)據(jù)，通過差分運算來消除公共誤差，從而實現(xiàn)厘米級定位。由于要接收和處理多個接收機的參考數(shù)據(jù)，對接收機的性能也有了更高的要求。本文在對RTK定位原理及算法研究基礎(chǔ)上，提出了一種高性能、低成本、低功耗的RTK接收機設(shè)計方案，并進(jìn)行了車載導(dǎo)航應(yīng)用的試驗測試。 首先，對RTK理論研究包括載波相位差分定位模型、整周模糊度求解模型、周跳探測處理等，并對整周模糊度求解的最小二乘去相關(guān)搜索算法及對周跳探測等進(jìn)行了MATLAB原理仿真。 其次，提出了一種RTK接收機硬件原理設(shè)計方案，該設(shè)計包括三部分：射頻前端設(shè)計、基帶信號處理設(shè)計、應(yīng)用處理模塊設(shè)計。射頻前端采用MAX2796輔以外圍器件組成；基帶信號處理部分采用FPGA以實現(xiàn)對多通道信號的實時捕獲跟蹤運算；應(yīng)用處理模塊則采用帶DSP功能的STM32F4系列MCU來實現(xiàn)解算及數(shù)據(jù)傳輸。 最后，設(shè)計了一種車載RTK導(dǎo)航應(yīng)用模型，該模型主要由RTK模塊配合三軸磁力計輔以外圍模塊來實現(xiàn)，，通過測試，該模型可以實現(xiàn)自主導(dǎo)航。
【關(guān)鍵詞】：GPS 載波相位 實時動態(tài)差分定位 整周模糊度 車載導(dǎo)航
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P228.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 研究的目的及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析11-14
• 1.2.1 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 RTK 技術(shù)的國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容14-15
• 第2章 載波相位差分定位模型15-27
• 2.1 GPS 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)15-18
• 2.1.1 衛(wèi)星信號結(jié)構(gòu)及導(dǎo)航電文16-17
• 2.1.2 差分定位原理17-18
• 2.2 載波相位測量18-20
• 2.3 載波相位差分定位模型20-23
• 2.3.1 單差載波相位定位模型20-21
• 2.3.2 雙差載波相位定位模型21-23
• 2.4 相位觀測隨機模型23-26
• 2.4.1 基于等權(quán)值模型24
• 2.4.2 基于高度角模型24-25
• 2.4.3 基于載噪比模型25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第3章 RTK 解算中關(guān)鍵理論及仿真27-37
• 3.1 整周模糊度求解27-32
• 3.1.1 整數(shù)最小二乘參數(shù)估計27-28
• 3.1.2 模糊度搜索28-29
• 3.1.3 模糊度檢驗29-30
• 3.1.4 最小二乘模糊度去相關(guān)算法仿真30-32
• 3.2 周跳探測與處理32-36
• 3.2.1 周跳的探測32-33
• 3.2.2 周跳的處理33
• 3.2.3 周跳的仿真33-36
• 3.3 本章小結(jié)36-37
• 第4章 RTK 接收機及車載導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計37-56
• 4.1 RTK 接收機設(shè)計37-46
• 4.1.1 天線及射頻前端前端設(shè)計38-40
• 4.1.2 基帶信號處理模塊設(shè)計40-42
• 4.1.3 應(yīng)用處理模塊設(shè)計42-43
• 4.1.4 外圍器件及接口設(shè)計43-46
• 4.2 車載 RTK 基線坐標(biāo)導(dǎo)航方案設(shè)計46-52
• 4.2.1 導(dǎo)航車硬件方案設(shè)計47-49
• 4.2.2 導(dǎo)航車軟件設(shè)計49-52
• 4.3 車載 RTK 導(dǎo)航測試52-55
• 4.3.1 RTK 模塊測試52-53
• 4.3.2 三軸磁力計測試53-54
• 4.3.3 導(dǎo)航車導(dǎo)航測試54-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文60-61
• 致謝61

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：939685