本文關鍵詞：基于臨近空間組網(wǎng)節(jié)點的偽衛(wèi)星導航關鍵技術研究

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【摘要】：衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)實現(xiàn)導航定位需要觀測到足夠的衛(wèi)星數(shù),并且衛(wèi)星的幾何分布也會影響定位精度。當觀測條件不理想時,將難以滿足用戶的精密定位需求,嚴重時甚至無法實現(xiàn)定位。在軍事應用中尤其關注的是定位精度,因臨近空間平臺在各方面都具有顯著的優(yōu)勢,利用臨近空間浮空器構建偽衛(wèi)星星座,把偽衛(wèi)星技術引入衛(wèi)星導航系統(tǒng)將能有效解決這個問題。由于臨近空間偽衛(wèi)星具有抗干擾能力強、部署靈活等特點,能增加可見星的數(shù)目,改善衛(wèi)星星座的幾何結構,能滿足戰(zhàn)時應急導航定位需求,因此,臨近空間偽衛(wèi)星將能夠起到兩大主要作用,一是能夠在導航衛(wèi)星不可用時替代導航衛(wèi)星進行獨立導航定位,二是能夠增強衛(wèi)星導航系統(tǒng),提高整個系統(tǒng)的定位精度。首先對偽衛(wèi)星星座的幾何布局進行了研究,分析了幾何精度因子GDOP對定位誤差的影響,并通過仿真得到偽衛(wèi)星的高度角和方位角的變化與GDOP關系,據(jù)此提出三種偽衛(wèi)星布局方案,根據(jù)仿真結果對其各自的優(yōu)缺點做了分析。其次,根據(jù)導航衛(wèi)星信號的結構、調(diào)制擴頻方式,以及臨近空間偽衛(wèi)星的自身特點,分析了偽衛(wèi)星信號導航電文與導航衛(wèi)星信號導航電文的異同,并模擬仿真了偽衛(wèi)星信號。接著對偽衛(wèi)星信號在傳播和定位中存在的誤差項及關鍵問題進行了分析,對遠近效應、多路徑問題和對流層延遲給出了相應的解決方案和補償模型。分析了將非線性的偽衛(wèi)星偽距觀測方程進行線性化帶來的誤差。提出了連續(xù)共視法來解決偽衛(wèi)星之間的站間同步。采用逆用定位法對偽衛(wèi)星的自身定位問題進行了仿真分析,通過采用固定在地面的偽衛(wèi)星作為參考站,用偽距雙差法得到了偽衛(wèi)星自身的定位誤差。然后對考慮設計的GNSS/偽衛(wèi)星雙模軟件接收機的基帶數(shù)字信號處理進行了研究分析,用基于FFT的并行碼相位搜索捕獲法仿真了偽衛(wèi)星信號的捕獲,并設計跟蹤環(huán)對偽碼和載波進行跟蹤,以完成后續(xù)的解算工作,用以研究偽衛(wèi)星對衛(wèi)星導航系統(tǒng)定位精度的改善。最后根據(jù)基帶數(shù)字信號處理后得到的導航數(shù)據(jù),從偽衛(wèi)星數(shù)目、高度角和方位角三個方面研究了偽衛(wèi)星對衛(wèi)星導航系統(tǒng)的增強作用,并通過圓概率誤差直觀的顯示出偽衛(wèi)星能減小衛(wèi)星導航系統(tǒng)的定位誤差,提高定位精度。
【關鍵詞】：偽衛(wèi)星 精度因子 遠近效應 逆用定位 偽距雙差
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：P228.4
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本文編號：960156