北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國獨立研發(fā)、自主管理的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),目前已覆蓋亞太地區(qū),在我國境內(nèi)的定位精度可媲美GPS系統(tǒng);此外,它也是目前唯一支持民用雙頻段定位的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在民用和軍用領(lǐng)域都扮演著重要的角色,高精度北斗定位已經(jīng)成為研究熱點。本論文開展北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的高精度定位研究,主要包含差分技術(shù)和雙頻段融合技術(shù)的應(yīng)用。首先,對北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進行了詳細的介紹,包括星座衛(wèi)星組成、坐標系統(tǒng)、時間系統(tǒng)、信號結(jié)構(gòu)和測距碼特性等,并對接收機的數(shù)據(jù)格式RINEX3.02和差分數(shù)據(jù)傳輸格式RTCM10403.2的解碼進行了敘述;敘述了衛(wèi)星導(dǎo)航定位的原理,對影響定位結(jié)果的誤差進行了分析,比較了誤差的經(jīng)典校正模型及其優(yōu)缺點,并確定了最終采用的模型;在確定導(dǎo)航定位計算的三個步驟之后,根據(jù)誤差校正模型校正偽距,采用迭代最小二乘法進行位置解算。隨后,介紹了BDS的差分定位技術(shù),在分析了目前主流的幾種差分技術(shù)及其優(yōu)缺點后,采用偽距差分技術(shù)開展單頻段的單機定位實驗和單基站差分定位實驗,采用定位誤差和定位均方根誤差作為衡量定位結(jié)果優(yōu)劣的指標,對差分定位的效果進行分析,并對B1I和B2I兩個單頻段的定位效果進行了分析。接著,引入了雙頻段融合技術(shù),包括載波相位平滑偽距法等,并提出了三種偽距融合算法——偽距平衡算法、組合消電離層誤差算法、偽距加權(quán)平衡算法,開展雙頻段融合的單機定位實驗和單基站差分定位實驗,驗證三種偽距融合算法的優(yōu)劣,并著重分析了雙頻段融合技術(shù)及差分技術(shù)的優(yōu)化效果。最終,本文建立了完整的單基站差分北斗雙頻段融合定位系統(tǒng)并進行了實驗,將三維定位精度由米級提升到分米級,驗證了所提出的BDS雙頻段差分定位方法的高精度和高穩(wěn)定性。
【學(xué)位單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN967.1
【部分圖文】：

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及數(shù)據(jù)格式介紹2.1 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)簡介根據(jù)我國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)“三步走”的戰(zhàn)略部署，先后有三代北斗系統(tǒng)：北斗一號系統(tǒng)、北斗二號系統(tǒng)、北斗三號系統(tǒng)，如圖 2-1 所示。北斗一號系統(tǒng)于 2003年建成，服務(wù)范圍為中國全境及部分周邊地區(qū)；北斗二號系統(tǒng)是目前正在進行服務(wù)的衛(wèi)星系統(tǒng)，可以為亞太地區(qū)的用戶提供定位、測速、授時等服務(wù)；北斗三號系統(tǒng)即北斗全球系統(tǒng)剛剛進入衛(wèi)星發(fā)射組網(wǎng)階段，計劃將于 2020 年前后實現(xiàn)全球定位。

圖 2-2“北斗一號”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組成Fig.2-2 Components of BDS I“北斗一號”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理是“雙星定位”，首先，地面控制中心發(fā)送信號到衛(wèi)星，衛(wèi)星將信號轉(zhuǎn)發(fā)給用戶；然后，用戶終端將會響應(yīng)，再通過衛(wèi)星將數(shù)據(jù)回傳給地面控制中心，由地面控制中心根據(jù)用戶終端與兩個衛(wèi)星的距離結(jié)合海拔高度以及終端的信號時延進行位置解算，將定位結(jié)果發(fā)送至衛(wèi)星，衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)至用戶終端[24]。“北斗一號”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的局限性非常明顯，主要受制于技術(shù)體制與規(guī)模[25]：定位精度有待提高；有源定位也需要發(fā)送信號至衛(wèi)星，用戶的定位信息在地面控制中心可以得到，不利于隱蔽目標；系統(tǒng)的發(fā)展主要依賴地面控制中心的建設(shè)。為了進一步提高北斗系統(tǒng)的定位精度、完成與其他衛(wèi)星定位系統(tǒng)的兼容、彌補“北斗一號”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的弊端，我國開始建設(shè)更為通用的“北斗二號”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。2.1.2 “北斗二號”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文系統(tǒng)，所以將重點介紹該系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容，從系統(tǒng)組成、坐標信號結(jié)構(gòu)和測距碼特性五個方面展開介紹。北斗二號”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組成北斗一號”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相似，“北斗二號”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的座、地面運控段與用戶終端。空間星座是由地球靜止軌道（G同步軌道（IGSO）衛(wèi)星和中圓地球軌道（MEO）衛(wèi)星三種軌道導(dǎo)航星座，分布如圖 2-3 所示。根據(jù)“北斗網(wǎng)”最新發(fā)布的制文件（公開服務(wù)信號 2.1 版）》，GEO 衛(wèi)星軌道高度為 3578經(jīng) 58.75°、80°、110.5°、140°和 160°，MEO 衛(wèi)星軌道軌道傾角為 55°，IGSO 衛(wèi)星軌道高度為 35789km，軌道傾角

【參考文獻】

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本文編號：2828552