發(fā)布時(shí)間：2020-03-20 22:56

【摘要】：隨著導(dǎo)航和定位技術(shù)在生活和軍事當(dāng)中的應(yīng)用越來越多,對定位精度的要求也越來越高。BDS的建立不管是軍用、還是民用均對我國的發(fā)展有著重大意義。如何提高定位的精確性,其中對周跳的探測就是一個(gè)關(guān)鍵的因素。在處理BDS數(shù)據(jù)時(shí),周跳的存在會使觀測值中出現(xiàn)一個(gè)偏差,這會使觀測值失真,從而不能準(zhǔn)確解算整周模糊度,因而,周跳探測是BDS載波相位高精度定位必須要解決的問題之一。本文在單頻周跳探測與修復(fù)方法的基礎(chǔ)上作了進(jìn)一步研究,并且重點(diǎn)研究了小周跳的探測與修復(fù)。主要研究工作如下:(1)用差值形態(tài)濾波的方法對周跳信號進(jìn)行降噪處理,然后構(gòu)造特征向量矩陣,并對矩陣進(jìn)行奇異值分解,分解檢測信號得到若干個(gè)分量信號,提取特征向量矩陣的奇異值熵。奇異值熵的大小反映了周跳的狀態(tài),通過熵值分析來獲得信號特征及信號間差異,以此獲取周跳信息,從而判斷周跳大小及發(fā)生頻段。(2)構(gòu)造周跳檢測的動態(tài)閾值,通過計(jì)算得到一次MW組合殘差序列并在歷元間作二次差構(gòu)造新檢測量。對所構(gòu)造檢測量進(jìn)行多項(xiàng)式擬合,通過擬合多項(xiàng)式對下一歷元MW組合殘差進(jìn)行預(yù)測,與真實(shí)值比較來檢測該歷元是否存在周跳。移動檢測窗口對下一歷元進(jìn)行判斷,直到檢測完所有歷元為止。(3)通過對檢測信號構(gòu)造Hankel矩陣,并對其進(jìn)行多分辨奇異值分解,得到分辨率各異的分量信號。然后對分量信號進(jìn)行敏感因子提取分析,選取包含周跳特征的分量,構(gòu)成敏感特征檢測量,并對得到的分量信號通過峭度準(zhǔn)則進(jìn)行敏感因子提取分析。最后使用峭度準(zhǔn)則選擇峭度值較大的分量進(jìn)行信號重構(gòu),以達(dá)到濾除噪聲干擾,突出信號周跳特征的目的。進(jìn)而通過模極大值譜精準(zhǔn)檢測出信號中奇異點(diǎn)的位置,實(shí)現(xiàn)對微小周跳的準(zhǔn)確探測。探測出周跳位置后,以篩選出的敏感特征向量為基礎(chǔ),構(gòu)建最小二乘支持向量機(jī)預(yù)測模型,進(jìn)行周跳修復(fù)。本文針對北斗載波相位定位中周跳探測與修復(fù)方法進(jìn)行研究,為北斗高精度定位中周跳探測與修復(fù)提供了理論參考。本文以相位觀測量和偽距觀測量數(shù)據(jù)組合理論為基礎(chǔ),對BDS單頻周跳的探測與修復(fù)進(jìn)行了重點(diǎn)研究。提出了幾種周跳的探測方法,并通過敏感分量的提取以及自適應(yīng)動態(tài)閾值的構(gòu)造,解決了對小周跳的探測精度低,以及依靠先驗(yàn)信息為閾值來判斷是否發(fā)生周跳的可靠性低等問題。并且在實(shí)現(xiàn)微小周跳探測的基礎(chǔ)上,通過構(gòu)造周跳修復(fù)模型完成了周跳的修復(fù)。
【圖文】：

圖 5.7 傳統(tǒng) SVD 分解的 Hilbert 模極大值譜映了傳統(tǒng) SVD 對周跳檢測信號奇異點(diǎn)的探測效果。從圖中可點(diǎn)并沒有出現(xiàn)在含有周跳的歷元，而且當(dāng)分解頻率變大時(shí)奇增大，不再能夠顯示周跳信息。對周跳發(fā)生的位置做出精準(zhǔn)的判斷，我們還要通過奇異點(diǎn)檢沖跨度。本方法將通過 320 歷元處周跳進(jìn)行示例，對本方法和傳歷元到 335 歷元的檢測結(jié)果進(jìn)行分析，，結(jié)果如圖 5.8、圖 5.9。 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10歷元t/s

感分量的峰值均穩(wěn)定在在 320 歷元處，在分解頻率增大的情況下，峰值一直穩(wěn)定保持在奇異點(diǎn)，歷元不曾偏移。通過對圖 5.8 和圖 5.9 的比較，可以看出采用傳統(tǒng) SVD 方法時(shí)，第一個(gè)分量上的脈沖峰值就已經(jīng)出現(xiàn)了右偏移，偏離了正確的奇異點(diǎn)歷元，當(dāng)分解頻率變大時(shí)，峰值偏移距離也發(fā)生了相應(yīng)程度的增加。與此同時(shí)，所表示奇異點(diǎn)歷元的脈沖跨度也有所增加，第一分量的脈沖跨度為 4 歷元而第三分量的脈沖跨度為 9 歷元。奇異點(diǎn)歷元不同程度的偏移及脈沖跨度的不穩(wěn)定變化，都可能導(dǎo)致之后的周跳修復(fù)存在較大誤差。5.3.3 周跳修復(fù)建立基于最小二乘支持向量機(jī)的預(yù)測模型，實(shí)現(xiàn)周跳的修復(fù)：（1）對所探測出周跳歷元處的前 100 組歷元進(jìn)行敏感特征向量提取
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN911.7

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2592322