發(fā)布時間：2020-04-08 01:55

【摘要】：衛(wèi)星導(dǎo)航已經(jīng)步入到多系統(tǒng)共存的新時期,多系統(tǒng)多頻觀測信息為提升定位的精度、實時性和可靠性等性能提供了更多的可用數(shù)據(jù)�，F(xiàn)階段,由于智能交通、精準農(nóng)業(yè)、快遞物流、智慧城市、互聯(lián)網(wǎng)位置服務(wù)及共享經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展,衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)得到更加廣泛地規(guī)模化應(yīng)用。面對眾多傳統(tǒng)和新興領(lǐng)域的應(yīng)用市場,衛(wèi)星導(dǎo)航定位不僅需要保持其高精度高可靠的特性,還需要滿足實時動態(tài)連續(xù)定位的應(yīng)用需求�；谏鲜鲂枨�,本文圍繞嵌入式多頻GNSS單歷元動態(tài)RTK定位技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)展開了研究。論文的主要研究工作和貢獻如下:(1)確定了BDS/GPS組合的網(wǎng)絡(luò)RTK寬巷定位模型。首先,基于CORS系統(tǒng)的組成和服務(wù),分析了VRS模式下網(wǎng)絡(luò)RTK定位方式的優(yōu)勢所在;然后,分析了BDS和GPS各自的時空基準相近的特點,確定了BDS/GPS組合模型;最后,分析了GNSS定位中常用的雙頻和多頻組合觀測值的特性,為實時BDS/GPS組合超寬巷/寬巷模糊度解算提供了理論基礎(chǔ)。(2)研制了基于GNSS板卡+ARM+Linux一體式的嵌入式硬件平臺。首先,分析了ARM和Linux在嵌入式開發(fā)中的優(yōu)勢,并綜合考慮開發(fā)需求選用了micro2440核心板作為嵌入式平臺的系統(tǒng)板,同時集成了GNSS板卡、電源模塊、串口模塊、存儲模塊、以太網(wǎng)模塊等;然后,闡述了交叉開發(fā)模式和嵌入式Linux系統(tǒng)移植,為后續(xù)的應(yīng)用軟件開發(fā)提供軟硬件基礎(chǔ);最后,設(shè)計了基于CORS的車載INS/GNSS融合的動態(tài)驗證平臺,并采用“準零基線”的方式實現(xiàn)了對RTK終端的實時檢測,驗證了車載平臺的可靠性與穩(wěn)定性。(3)開發(fā)了嵌入式多頻GNSS單歷元動態(tài)RTK定位軟件。首先,基于多任務(wù)并發(fā)的多線程開發(fā)方式設(shè)計了軟件的整體框架并分析各個線程的功能;然后,詳細論述了本地串口和網(wǎng)絡(luò)差分GNSS數(shù)據(jù)的實時獲取與解碼流程;最后,研究了基于BDS/GPS組合的RTK定位模型,并詳細闡述了超寬巷/寬巷模糊度實時解算方法,實現(xiàn)了多頻GNSS單歷元RTK定位算法。(4)開展了真實環(huán)境下的動態(tài)測試并對定位結(jié)果進行了統(tǒng)計分析。首先,分析了GNSS板卡的動態(tài)觀測衛(wèi)星的連續(xù)性、空間幾何結(jié)構(gòu)、信噪比以及多路徑效應(yīng),驗證了動態(tài)數(shù)據(jù)質(zhì)量的良好性。然后,采用雙頻RTK零基線定位的方法評估了GNSS板卡測距信號精度并驗證了雙系統(tǒng)較單系統(tǒng)的定位優(yōu)勢;最后,基于車載INS/GNSS融合的動態(tài)驗證平臺開展了真實環(huán)境下的零基線動態(tài)測試,并通過對比車載驗證平臺參考系統(tǒng)的事后解算結(jié)果和嵌入式流動站的實時定位結(jié)果,驗證了嵌入式多頻GNSS寬巷單歷元動態(tài)RTK無初始化厘米級定位的可靠性與穩(wěn)定性。
【圖文】：

圖 1-1 衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)分類合定位技術(shù)統(tǒng)的組合大幅增加了可視衛(wèi)星的數(shù)量，有效地提升衛(wèi)星定位的定位誤差[18]。 GPS 融合定位的技術(shù)難點，周巍等人（2012）詳細并采用實測數(shù)據(jù)測試了組合系統(tǒng)的定位性能，，驗證數(shù)和縮小最大位置精度因子，提高了定位精度和系提供了參考[19]；高星偉等人（2012）驗證了我國領(lǐng)定位能力，并論證了 BDS 和 GPS 在同樣可視衛(wèi)星確定了 BDS/GPS 組合定位的優(yōu)勢所在[20]；He et GPS 和 BDS 的單歷元雙頻 RTK 定位實驗，結(jié)果表明下的雙頻 RTK 定位精度較單星座有明顯提升[21]；T高度截止角較大情況下的 BDS/GPS 融合的單歷元 三頻對模糊度解算模型的增強[22]；王世進等人（20引入到 BDS/GPS 組合定位中，測試了 GPS、BDS

載波相位觀測值的高精度的網(wǎng)絡(luò) RTK 定位技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的利用連續(xù)運行參考站（Continuously Operating Reference Stations，簡擬差分改正觀測數(shù)據(jù)和相關(guān)差分 GNSS 觀測模型來消除或削弱定位的影響，從而實時地獲得測站點在三維空間中高精度的定位結(jié)果[41]S 系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò) RTK GNSS 應(yīng)用的不斷發(fā)展，流動站用戶的定位方式已經(jīng)從最初的單站定定位發(fā)展到現(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛的多參考站網(wǎng)絡(luò)差分定位。CORS 系網(wǎng)內(nèi)的所有基準站的原始 GNSS 數(shù)據(jù)，并利用相關(guān) GNSS 模型和算據(jù)進行融合處理與解算，然后通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的形式為用戶提供輔助差和其他數(shù)據(jù)服務(wù)[42]。網(wǎng)絡(luò) RTK 定位技術(shù)正是基于此發(fā)展而來的，可或動態(tài)定位，應(yīng)用場景廣闊。S 是 GNSS 導(dǎo)航定位應(yīng)用推廣中不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施，通常被作為衛(wèi)增強系統(tǒng)。目前，國內(nèi)已經(jīng)建成覆蓋全國任意區(qū)域的地基增強參考站各類終端和應(yīng)用系統(tǒng)提供厘米級精度的位置差分數(shù)據(jù)服務(wù)。覆蓋全國圖 2-1 所示[43]。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN967.1

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本文編號：2618717