本文關鍵詞：高精度載波相位差分定位技術及其應用研究

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【摘要】：隨著我國的經(jīng)濟發(fā)展和科技進步，各類定位服務對定位精度要求越來越高�；贕PS定位實現(xiàn)的雙差動態(tài)差分定位(real-time kinematic,縮寫為RTK)是目前工業(yè)應用中能實現(xiàn)的精度最高的定位服務。然而存在整周模糊度問題，為此流行的做法是采用馬爾科夫估計得到模糊度浮點解和其協(xié)方差陣，但雙差測量值不同的權重，導致搜索空間扁長，不利于搜索，為此，采用降相關算法把搜索域轉(zhuǎn)換到相關性弱的空間。 本系統(tǒng)為了達到求解模糊最好效果，同時考慮降相關耗時和搜索耗時兩方面。 （1）實驗分析了三種常用的降相關算法性能，得出整數(shù)高斯算法降相關效果稍差于喬里斯基算法，但其耗時明顯少于喬里斯基算法，本著RTK實時性需求，本系統(tǒng)采用耗時較少的連續(xù)二維的高斯變換實現(xiàn)降相關。 （2）該進PSO算法搜索模糊度整數(shù)解。權重因子ω采用適時變化的種群成熟度來描述；針對粒子群算法收斂快，群體多樣性急速降低，易陷入局部最優(yōu)，采用遺傳算法變異思想，對種群采用分群策略，次優(yōu)和最差采用交叉變異，對達到最優(yōu)的個體按給定的概率Pm進行隨機變異，采用對已達到最優(yōu)位置的粒子按給定概率進行隨機變異的策略避免局部最優(yōu)；對已經(jīng)達到最優(yōu)的s個粒子計算得到平均適應度Fave，當最大適應度與平均適應度小于某一數(shù)值時，算法結(jié)束。 實驗分析，得出基于模糊域的整周模糊度搜索，降相關是實現(xiàn)成功搜索的關鍵。通過基線向量對比Lambda算法和改進的粒子群算法求解整周模糊度的定位精度，得出改進PSO算法解算精度為20cm，次于LAMBDA算法，但搜索耗時較少。 系統(tǒng)設計方面，兩根相距四米的GPS天線。二次開發(fā)接收機，輸出RINEX格式數(shù)據(jù)，通過編寫的上位機串口軟件，，采集數(shù)據(jù)并保存到文檔中。
【關鍵詞】：RTK 載波相位 LAMBDA 降相關 整周模糊度動態(tài)確定 PSO
【學位授予單位】：湖南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：P228.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 課題背景和意義9-11
• 1.2 論文的主要工作11-12
• 1.3 論文的組織結(jié)構12-14
• 第二章 差分 GPS 理論14-36
• 2.1 差分 GPS 概述14-15
• 2.2 GPS 信號及其導航電文15-20
• 2.2.1 GPS 衛(wèi)星信號15-17
• 2.2.2 導航電文格式17
• 2.2.3 空間坐標系17-19
• 2.2.4 時間系統(tǒng)19
• 2.2.5 軌道理論19-20
• 2.3 GPS 測量及其誤差20-26
• 2.3.1 偽距測量20-22
• 2.3.2 載波相位測量22-25
• 2.3.3 測量誤差25-26
• 2.4 相對定位26-33
• 2.4.1 相對定位27-30
• 2.4.2 雙差載波相位測量的根本問題30-33
• 2.5 數(shù)據(jù)鏈33-34
• 2.6 本章總結(jié)34-36
• 第三章 整周模糊度求解技術36-56
• 3.1 研究現(xiàn)狀36-37
• 3.2 LAMBDA 算法37-43
• 3.2.1 牛頓迭代及其線性化37-38
• 3.2.2 馬爾柯夫估計38-39
• 3.2.3 LAMBDA 算法39-43
• 3.3 雙差模糊度降相關研究43-49
• 3.3.0 整數(shù)高斯變換44-47
• 3.3.1 基于矩陣喬里斯基分解的降相關47-49
• 3.3.2 基于矩陣 QR 分解的 LLL 模糊度降相關49
• 3.4 微粒群算法求解49-55
• 3.4.1 標準微粒群算法50-52
• 3.4.2 改進粒子群算法52-55
• 3.5 本章總結(jié)55-56
• 第四章 系統(tǒng)硬件設計56-67
• 4.1 系統(tǒng)整體設計56-57
• 4.2 基帶板電路57-66
• 4.2.1 電源57-58
• 4.2.2 DSP 芯片及其外圍電路58-63
• 4.2.3 外部存儲器接口（EMIF）63-65
• 4.2.4 時鐘電路65-66
• 4.3 本章總結(jié)66-67
• 第五章 系統(tǒng)軟件設計與實驗分析67-79
• 5.1 開發(fā)環(huán)境及系統(tǒng)架構67-69
• 5.1.1 系統(tǒng)結(jié)構67-68
• 5.1.2 通信協(xié)議68-69
• 5.2 下位機軟件設計69-72
• 5.3 上位機軟件設計72-74
• 5.4 實驗分析74-78
• 5.5 本章總結(jié)78-79
• 第六章 總結(jié)與展望79-82
• 6.1 本文完成工作總結(jié)79-80
• 6.2 本文的結(jié)論與展望80-82
• 參考文獻82-86
• 致謝86-88
• 附錄（攻讀碩士期間所獲得的獎項）88

【參考文獻】

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本文編號：969488