本文選題：車載高精度定位　切入點：GNSS技術(shù)　出處：《中國礦業(yè)大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：本論文針對當(dāng)前車載導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題,結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目“面向大范圍礦區(qū)的BDS非差非組合精密單點定位模型研究”和山西能源交通投資有限公司項目“車輛安全運營監(jiān)控管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”,以GNSS技術(shù)、INS技術(shù)、現(xiàn)代測量數(shù)據(jù)處理技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和軟件工程技術(shù)等為支撐,研究車載高精度實時定位模式、相應(yīng)算法及其實現(xiàn)技術(shù),提高車載實時定位精度和適應(yīng)環(huán)境能力,及時監(jiān)控車輛安全運行狀態(tài),為實現(xiàn)對車輛安全運行狀態(tài)的實時監(jiān)控提供技術(shù)基礎(chǔ)。本論文的主要研究工作及成果如下:1)構(gòu)建了基于GNSS的車載導(dǎo)航系統(tǒng)的高精度定位理論基礎(chǔ)。構(gòu)建了GNSS偽距和載波相位的非差觀測方程和雙差觀測方程,利用科廷理工大學(xué)CUTA站點的7天數(shù)據(jù),對GPS、GLONASS和BDS單系統(tǒng)、組合系統(tǒng)的偽距和載波的PPP定位和雙差定位結(jié)果進(jìn)行分析;分析了GNSS下,軌道誤差、衛(wèi)星鐘差、衛(wèi)星天線相位中心偏差、大氣延遲誤差以及其他相關(guān)誤差的影響特性及其改正算法和思路,重點討論了電離層和對流層延遲誤差的算法;建立了GNSS定位的最小二乘估計算法與動態(tài)kalman濾波算法。2)在地基增強系統(tǒng)下,建立了基于多頻多系統(tǒng)的GNSS參考站間的誤差改正模型、虛擬觀測值算法、模糊度解算方法和流動站位置解算方法,并利用江蘇CORS系統(tǒng)中的5個參考站數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗計算,解算的參考站坐標(biāo)的中誤差約為±3.6cm,完全滿足地基增強系統(tǒng)下車載系統(tǒng)高精度導(dǎo)航與監(jiān)控管理的需要。3)建立了無地基增強網(wǎng)條件下的高精度車載導(dǎo)航定位的理論基礎(chǔ)。介紹了多頻多系統(tǒng)動態(tài)PPP觀測值函數(shù)模型和隨機(jī)模型,并利用IGS站的靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬計算,驗證算法的正確性和程序的可靠性;針對車載動態(tài)定位,建立了以位置參數(shù)、速度、加速度為狀態(tài)參數(shù)的動態(tài)PPP隨機(jī)游走模型,討論了動態(tài)PPP濾波參數(shù)設(shè)置方法。根據(jù)國際多模GNSS實驗工程(MGEX)站點的靜態(tài)數(shù)據(jù)仿真計算結(jié)果和實際車載動態(tài)數(shù)據(jù)的計算結(jié)果,論證了多頻多系統(tǒng)動態(tài)PPP在車載動態(tài)定位中的可行性和有效性。4)構(gòu)建了GNSS信號遮擋嚴(yán)重的條件下實現(xiàn)車載導(dǎo)航定位的GNSS/INS組合算法。在介紹GNSS/INS組合導(dǎo)航的基本概念、基本方法和基本理論的基礎(chǔ)上,重點介紹了基于真實坐標(biāo)系的?角法的捷聯(lián)慣導(dǎo)的誤差方程,給出了包括姿態(tài)、速度、位置、陀螺漂移和加速度計偏差等15參數(shù)為狀態(tài)參數(shù)的Kalman濾波狀態(tài)方程,形成了GNSS/INS松組合下的動態(tài)系統(tǒng)量測方程,為實現(xiàn)GNSS/INS松組合下車載動態(tài)導(dǎo)航定位提供了基礎(chǔ);為了驗證本文提出的組合導(dǎo)航算法的有效性和穩(wěn)定性,在上海市選取了八組典型城市道路測試場景進(jìn)行了測試,獲得了城市道路動態(tài)定位綜合精度為3.124m的測試成果,較好地解決了無GNSS信號條件下(如隧道)的車載導(dǎo)航定位問題。5)研發(fā)了車載導(dǎo)航定位系統(tǒng),以實現(xiàn)車輛安全運營和高精度監(jiān)控管理,較好地解決了理論服務(wù)于生產(chǎn)實踐問題。在相關(guān)理論和技術(shù)的支持下,從高精度定位功能、高精度導(dǎo)航功能、監(jiān)控管理功能、報警功能、視頻功能、查詢功能、統(tǒng)計分析功能和手機(jī)客戶端功能等8個方面,簡單總結(jié)歸納了車載導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)具備基本功能;結(jié)合所研發(fā)的車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)在不同場地的測試、應(yīng)用情況,介紹了監(jiān)控平臺軟件和手機(jī)客戶端軟件的功能實現(xiàn)及其效果。
[Abstract]:This paper based on the existing monitoring system for vehicle navigation problems, combined with the National Natural Science Fund Project "for a large range of mining area BDS non difference combined precise point positioning model research" and Shanxi Energy Investment Company Limited traffic project "vehicle safety operation monitoring management system key technology research", based on the GNSS Technology, INS technology, modern the measurement data processing technology, computer network communication technology and software engineering technology to support the research of vehicle high precision real-time positioning mode, the corresponding algorithm and its implementation technology, improve vehicle real-time positioning accuracy and the ability to adapt to the environment, timely monitoring the safe operation of the vehicle, provide a technical basis for the implementation of real-time monitoring of the safe operation of the vehicle. The main research status the work and achievements of this thesis are as follows: 1) construction of the high precision positioning theory of vehicle navigation system based on GNSS structure. The non difference observation equation of GNSS pseudorange and carrier phase and double difference observation equation, the Curtin University of technology CUTA site 7 days of data, GPS, GLONASS and BDS single PPP positioning system, pseudorange and carrier combination system and double difference location results were analyzed; analysis of the GNSS track, error, satellite clock error, satellite antenna phase center deviation, atmospheric delay error and other error correction algorithm and the influencing characteristics and ideas, focus on the ionospheric and tropospheric delay error algorithm; established the least squares GNSS location estimation algorithm and dynamic Kalman algorithm.2) in ground-based augmentation system, established correction model multi frequency multi system GNSS reference station based on error algorithm, virtual observations, ambiguity resolution method and mobile station location calculation method, and the use of CORS system in Jiangsu in 5 reference station data Numerical calculation of reference station coordinates error 3.6cm, fully meet the needs of foundation to enhance the.3 system of high precision navigation and monitoring management system) established the foundation to enhance the theoretical basis of high precision vehicle navigation network conditions. This paper introduces the function model and the stochastic model of multi frequency dynamic PPP multi system observations, static data and using the IGS station simulation, reliability and correctness of program verification algorithm; based on vehicle dynamic positioning, established the position parameter, velocity, acceleration as the state parameters of the PPP dynamic random walk model, discussed the setting method of PPP dynamic filter parameters. According to the international multimode GNSS experiment Engineering (MGEX) static data simulation site calculation results and the actual results of vehicle dynamic data, demonstrates the dynamic multi frequency PPP system in vehicle dynamic positioning in the feasibility and Effect of.4) to construct the GNSS/INS combination algorithm of GNSS signal blocked under the conditions of realization of vehicle navigation and positioning. In introducing the basic conception of GNSS/INS integrated navigation, basic methods and basic theories, focuses on the real coordinate system based on the error equation? Strapdown inertial angle method is given, including posture. Speed, position, Kalman filtering state equation 15 parameters for the state parameters of the gyro drift and accelerometer bias, forming a dynamic system GNSS/INS loose under the combination of the measurement equation, for the realization of GNSS/INS vehicle navigation and positioning loose dynamic combination provides effective basis; in order to verify the proposed integrated navigation algorithm and the stability. Shanghai city selected the eight typical city road test scenarios were tested to obtain an integrated precision city road dynamic positioning for the test results of 3.124m, a better solution to GNSS Signal conditions (such as tunnel) problem of.5 vehicle navigation) developed vehicle navigation and positioning system, to achieve the safe operation of the vehicle and high precision monitoring and management, to solve the problems in the production practice. The theory of service in theory and technology, from high precision positioning function, high precision navigation, monitoring management function, alarm function, video function, query function, statistical analysis of 8 aspects of function and function of mobile phone client, simply summarizes the vehicle navigation system should have the basic functions; combined with the vehicular navigation system developed in different field test, application, introduces the monitoring platform software and mobile phone client software the function and its implementation effect.

【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U495;U463.67

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊永平;段德磊;;多功能手持GNSS在電力行業(yè)的應(yīng)用[J];電力與電工;2009年03期

2 趙玉濱;GNSS的現(xiàn)狀及其發(fā)展方向[J];電力系統(tǒng)通信;2001年08期

3 ;精準(zhǔn)時代,聚焦新一代GNSS集成應(yīng)用[J];數(shù)字通信世界;2007年05期

4 衣洪波;修洪玉;;淺談連續(xù)運行全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)的應(yīng)用和建設(shè)[J];黑龍江交通科技;2008年01期

5 張雙成;王利;黃觀文;;全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GNSS最新進(jìn)展及帶來的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J];工程勘察;2010年08期

6 王韜;;全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)在民航中的應(yīng)用[J];科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力;2010年12期

7 馮曉;;淺析GNSS技術(shù)在隧道貫通測量中的應(yīng)用[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報;2012年22期

8 田靈燕;;天寶公司推出新一代GNSS測繪解決方案[J];中國水利;2012年21期

9 李強;劉廣軍;劉旭東;;靶場GNSS增強、監(jiān)測與評估系統(tǒng)建設(shè)構(gòu)想[J];飛行器測控學(xué)報;2013年06期

10 常強;侯洪濤;曾祥輝;李群;王維平;;GNSS合作定位研究綜述[J];宇航學(xué)報;2014年01期

相關(guān)會議論文 前10條

1 張慧君;李孝輝;;GNSS系統(tǒng)時間偏差及其監(jiān)測與預(yù)報[A];2009全國時間頻率學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

2 ;Supporting capability analysis of present spectrum management resources to GNSS IDM in China[A];第三屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會電子文集——S01北斗/GNSS導(dǎo)航應(yīng)用[C];2012年

3 朱旭;;全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)在空中交通管理中的應(yīng)用進(jìn)展[A];中國通信學(xué)會第六屆學(xué)術(shù)年會論文集（上）[C];2009年

4 董紹武;;GNSS時間系統(tǒng)及其互操作[A];2009全國虛擬儀器大會論文集（二）[C];2009年

5 孫曉波;李冶天;;多模GNSS高精度授時在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[A];經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變與自主創(chuàng)新——第十二屆中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會年會（第四卷）[C];2010年

6 胡曉;高偉;李本玉;;GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究與思考[A];《測繪通報》測繪科學(xué)前沿技術(shù)論壇摘要集[C];2008年

7 高井祥;閆文林;王堅;;礦山變形災(zāi)害GNSS現(xiàn)代化監(jiān)測技術(shù)研究[A];《測繪通報》測繪科學(xué)前沿技術(shù)論壇摘要集[C];2008年

8 馬利華;韓延本;;全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)概述[A];中國地球物理學(xué)會第二十三屆年會論文集[C];2007年

9 ;A study of ionospheric scintillation effects on Differential GNSS[A];第三屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會電子文集——S08衛(wèi)星導(dǎo)航模型與方法[C];2012年

10 甄衛(wèi)民;韓超;杜黎明;陳麗;;我國GNSS開放服務(wù)中的干擾檢測與減緩計劃[A];第三屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會電子文集——S01北斗/GNSS導(dǎo)航應(yīng)用[C];2012年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 王娜;我GNSS技術(shù)打破國外壟斷[N];科技日報;2007年

2 陶渝;重慶建成國土資源GNSS網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)[N];中國測繪報;2011年

3 記者 謝必如　特約記者 白文起 通訊員 陶渝;重慶建成國土資源GNSS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[N];中國國土資源報;2011年

4 王巖;包頭用GNSS管理市政布局[N];中國建設(shè)報;2010年

5 甘勃;“天眼”邁進(jìn)GNSS時代[N];大眾科技報;2007年

6 王立彬;中國全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),奪下千萬美元大單[N];新華每日電訊;2007年

7 通訊員 彭祥榮;“陸態(tài)網(wǎng)”民勤GNSS基準(zhǔn)站投入試運行[N];中國氣象報;2010年

8 記者 裴蕾;測繪氣象共建GNSS基準(zhǔn)站[N];四川日報;2010年

9 王雅麗;實施國際化戰(zhàn)略[N];中國測繪報;2010年

10 記者 張敏霞　通訊員 王存林;陸態(tài)網(wǎng)沱沱河GNSS基準(zhǔn)站建成并試運行[N];格爾木日報;2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 于喜東;基于GNSS的車輛安全運營高精度監(jiān)控管理關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2017年

2 江鵬;地基GNSS探測2D/3D大氣水汽分布技術(shù)研究[D];武漢大學(xué);2014年

3 徐韶光;利用GNSS獲取動態(tài)可降水量的理論與方法研究[D];西南交通大學(xué);2014年

4 李磊;基于GNSS的電離層總電子含量的預(yù)測與應(yīng)用研究[D];大連海事大學(xué);2015年

5 陳良;機(jī)載GNSS/SINS組合精密導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

6 郭瑤;慣性輔助的高動態(tài)GNSS基帶信號跟蹤技術(shù)[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

7 甘雨;GNSS/INS組合系統(tǒng)模型精化及載波相位定位測姿[D];解放軍信息工程大學(xué);2015年

8 李俊毅;GNSS動態(tài)相對定位算法研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2013年

9 任燁;多場景下的GNSS完好性監(jiān)測方法研究[D];中國科學(xué)院研究生院(國家授時中心);2016年

10 陳華;基于原始觀測值的GNSS統(tǒng)一快速精密數(shù)據(jù)處理方法[D];武漢大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉成;GNSS-R應(yīng)用于測量表層土壤濕度及軟件設(shè)計[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

2 高榮祥;基于GNSS信號的無源雷達(dá)目標(biāo)探測研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

3 陳聞亞;基于Internet的GNSS高精度位置服務(wù)平臺研究與實現(xiàn)[D];西南交通大學(xué);2015年

4 楊晨云鸝;GNSS在地震矩反演中的應(yīng)用研究[D];西南交通大學(xué);2015年

5 張U，

本文編號：1557327