發(fā)布時(shí)間：2021-11-20 23:35

　　衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在諸多領(lǐng)域,但是在衛(wèi)星信號(hào)受干擾或者載體高動(dòng)態(tài)等情況下,衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)無法滿足更多的導(dǎo)航需求。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)可以不受外界信息干擾,獨(dú)立進(jìn)行導(dǎo)航定位,但系統(tǒng)定位誤差會(huì)隨著時(shí)間逐漸累積。而IMU輔助GNSS接收機(jī)進(jìn)行導(dǎo)航有很好的互補(bǔ)性,既克服衛(wèi)星導(dǎo)航的局限性、提高接收機(jī)動(dòng)態(tài)性能,又能即時(shí)修正慣性導(dǎo)航系統(tǒng)獨(dú)立工作時(shí)累積的誤差,充分地發(fā)揮二者的優(yōu)勢(shì)。本文主要對(duì)IMU輔助下GNSS接收機(jī)基帶信號(hào)處理的捕獲、跟蹤技術(shù)進(jìn)行研究,對(duì)緊組合與加權(quán)緊組合抗欺騙技術(shù)進(jìn)行研究。論文首先以GPS為例介紹了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組成、衛(wèi)星信號(hào)的結(jié)構(gòu)與產(chǎn)生、偽距定位算法和偽距率速度解算算法,對(duì)捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)工作原理和導(dǎo)航算法進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。接著介紹了接收機(jī)的組成模塊和功能,詳細(xì)分析了捕獲技術(shù),包括搜索原理、捕獲搜索算法等;詳細(xì)分析了跟蹤技術(shù),包括跟蹤環(huán)路的載波環(huán)結(jié)構(gòu)、碼環(huán)結(jié)構(gòu)和鑒別器工作原理等,討論了鎖相環(huán)的跟蹤誤差影響因素。針對(duì)IMU輔助下GNSS接收機(jī)基帶處理的技術(shù),利用IMU提供的速度求解出多普勒頻率,將其添加到接收機(jī)載波數(shù)控振蕩器實(shí)現(xiàn)輔助捕獲算法,仿真實(shí)驗(yàn)說明IMU輔助后靜態(tài)捕獲性能提高22.... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

GPS組成部分

的 GNSS 接收機(jī)基帶處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀。因?yàn)?GNSS 的各個(gè)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和原理是相似的，并且發(fā)展較為成熟和廣泛的是 GPS，所以課題主要以 GPS 的民用衛(wèi)星信號(hào)為對(duì)象。SINS 有體積小、便于維護(hù)等優(yōu)勢(shì)，而 MEMS 除了這些還有輕便、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此課題采用捷聯(lián)式 MEMS 慣性導(dǎo)航器件為研究對(duì)象。本章將提及 GPS 的系統(tǒng)組成，詳細(xì)介紹衛(wèi)星接收機(jī)定位原理，對(duì)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)導(dǎo)航原理做簡(jiǎn)要分析。2.1 GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)全球定位系統(tǒng) GPS 最初是為了提供軍事服務(wù)而被研究建立，整個(gè)定位實(shí)現(xiàn)過程是，通過 GPS 衛(wèi)星播發(fā)調(diào)制有衛(wèi)星速度位置等信息的無線電信號(hào)，地面載體上的接收機(jī)收到此信號(hào)，得到信號(hào)傳播所用的時(shí)間，并計(jì)算出相距的距離值，來求出接收機(jī)的位置和速度（即載體的位置和速度）。2.1.1 GPS 組成GPS 組成部分有 3 個(gè)，具體是空間衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)及用戶接收設(shè)備，如圖2.1 所示。

并做相應(yīng)數(shù)據(jù)處理之后發(fā)送給主控站。戶接收設(shè)備主要將接收到的衛(wèi)星無線電導(dǎo)航電文等信息進(jìn)行處理，提取定位解算，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航定位的功能。接收設(shè)備有天線、接收機(jī)、電源、計(jì)線接收 GPS 衛(wèi)星信號(hào)，接收機(jī)基帶解調(diào)出導(dǎo)航信息，利用導(dǎo)航算法計(jì)算時(shí)間。衛(wèi)星定位系統(tǒng)是無源定位系統(tǒng)，接收機(jī)定位過程中不需向外發(fā)送天線接收到一定數(shù)量的有效衛(wèi)星信號(hào)就能實(shí)現(xiàn)定位，所以對(duì)用戶數(shù)量沒 GPS 信號(hào)結(jié)構(gòu)與產(chǎn)生PS 衛(wèi)星向地球用戶發(fā)送衛(wèi)星信號(hào)，信號(hào)中調(diào)制有導(dǎo)航電文等信息供接收，為用戶提供相應(yīng)服務(wù)。衛(wèi)星信號(hào)分量包括載波、測(cè)距碼和數(shù)據(jù)碼(導(dǎo)航PS 衛(wèi)星上都會(huì)配置頻率穩(wěn)定性高的銣或銫原子鐘[36]，由原子鐘產(chǎn)生時(shí)鐘10.23MHz，衛(wèi)星信號(hào)的成分都是此頻率的倍頻或分頻。衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)在L1 頻率1f 是0f 的 154 倍，即 1575.42MHz；載波 L2 頻率2f 是0f 的 126MHz。C/A 碼碼率是 1.023MHz，P 碼的碼率是 10.23MHz；數(shù)據(jù)碼的碼率(bps)。GPS 信號(hào)結(jié)構(gòu)如圖 2.3 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]GNSS多系統(tǒng)組合精密定位研究進(jìn)展[J]. 柴洪洲,潘宗鵬,崔岳.  海洋測(cè)繪. 2016(04)
[2]2015年全球?qū)Ш叫l(wèi)星發(fā)展回顧[J]. 劉春保.  國(guó)際太空. 2016(02)
[3]2015年世界導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)展回顧[J]. 天兵.  數(shù)字通信世界. 2016(02)
[4]基于多普勒輔助的慣性/衛(wèi)星深組合技術(shù)研究[J]. 薛濤,王康,葛文濤,李偉,陳安升.  導(dǎo)航定位與授時(shí). 2015(06)
[5]微機(jī)械陀螺儀的新進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 許昕,何杰,王文,卜繼軍.  壓電與聲光. 2014(04)
[6]GPS衛(wèi)星可見性預(yù)測(cè)與接收機(jī)的快速定位[J]. 袁海義,周浚哲,郝永平,王磊.  成組技術(shù)與生產(chǎn)現(xiàn)代化. 2014(01)
[7]一種INS輔助GNSS高動(dòng)態(tài)弱信號(hào)標(biāo)量跟蹤方法[J]. 李傳軍,李興城.  宇航學(xué)報(bào). 2013(10)
[8]俄羅斯GLONASS系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)程研究[J]. 韓夢(mèng)澤.  江蘇科技信息. 2013(19)
[9]基于加權(quán)估計(jì)的緊組合導(dǎo)航抗欺騙算法研究[J]. 袁超,康國(guó)華,鄭峰嬰,徐川,張雷,華冰.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2013(19)
[10]衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)防欺騙技術(shù)的回顧與展望[J]. 周軒,李廣俠,蔡錠波,程佳亮.  導(dǎo)航定位學(xué)報(bào). 2013(03)

博士論文
[1]GNSS實(shí)時(shí)矢量跟蹤技術(shù)研究[D]. 張欣.上海交通大學(xué) 2013
[2]GNSS/INS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)信息匹配問題與跟蹤算法研究[D]. 羅勇.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[3]MEMS IMU/GNSS超緊組合導(dǎo)航技術(shù)研究[D]. 葉萍.上海交通大學(xué) 2011
[4]慣性輔助GPS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 胡銳.南京理工大學(xué) 2010

碩士論文
[1]IMU輔助GPS接收機(jī)載波環(huán)路跟蹤算法研究[D]. 陳燦.重慶大學(xué) 2015
[2]應(yīng)用于GPS軟件接收機(jī)的抗干擾技術(shù)研究[D]. 袁超.南京航空航天大學(xué) 2014
[3]GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究及實(shí)現(xiàn)[D]. 李倩.上海交通大學(xué) 2010
[4]慣性/衛(wèi)星緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)仿真及關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 冀峰.南京航空航天大學(xué) 2009
[5]基于非線性模型的組合導(dǎo)航濾波算法研究[D]. 周媛媛.上海交通大學(xué) 2008
[6]INS輔助的GPS接收機(jī)研究[D]. 孫黎明.西安電子科技大學(xué) 2008
[7]基于INS輔助的GPS接收機(jī)捕獲和跟蹤技術(shù)研究[D]. 于海亮.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3508307