本文關(guān)鍵詞：城區(qū)復(fù)雜場景中的GNSS性能建模預(yù)測及評估研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System,GNSS)在軍用、民用領(lǐng)域具有不可替代的作用。在民用領(lǐng)域,GNSS在城區(qū)應(yīng)用最為廣泛。各大城市中心通常高樓林立,GNSS信號極可能被高樓阻擋,使可見衛(wèi)星數(shù)量減少。同時,GNSS信號遭受各種建筑物表面反射的概率很大,多徑現(xiàn)象的發(fā)生會相當頻繁和嚴重。評估城區(qū)環(huán)境中GNSS的性能和研究提升GNSS在城區(qū)環(huán)境中性能的方法,不僅可以推動GNSS在城區(qū)環(huán)境下的發(fā)展與應(yīng)用,而且也為我國北斗系統(tǒng)在民用方面的建設(shè)提供參考。本文首先簡要介紹了GNSS的系統(tǒng)組成及定位原理。從信號源、信道、接收機三個方面詳細分析了GNSS的誤差來源,為分析城區(qū)環(huán)境下GNSS性能特點奠定了理論基礎(chǔ)。在分析和總結(jié)經(jīng)典的GNSS性能指標基礎(chǔ)上,本文基于平行遞推模型,提出了一種針對城區(qū)復(fù)雜環(huán)境下GNSS性能的指標,即“城區(qū)GNSS平行遞推模型”�；诔菂^(qū)民用用戶對GNSS的需求,分析實時性、魯棒性、實用性三個指標和航空導(dǎo)航性能指標(Required Navigation Performance,RNP)的關(guān)系。建立了導(dǎo)航信號相關(guān)性能的評估指標模型,研究信號性能影響機制以及評估方法。對三個典型導(dǎo)航系統(tǒng)在B1頻點的GNSS信號,針對精度、抗多徑性能、抗干擾性能以及兼容性能四個點進行詳細分析�；陔姶挪▊鞑ダ碚�,通過對一個真實的城區(qū)復(fù)雜環(huán)境建立其對應(yīng)的電磁波傳播模型,詳細分析了該典型城區(qū)復(fù)雜環(huán)境下GNSS的性能特點。針對城區(qū)復(fù)雜環(huán)境提出了一種新的選星方法。該方法通過3D地圖輔助首先剔除被遮擋的衛(wèi)星,再通過仰角方位角選星法選星,一定程度上抑制了多徑效應(yīng)。通過建立一個典型的城區(qū)峽谷模型,對幾種選星方法進行仿真。仿真結(jié)果表明,該方法DOP計算結(jié)果和傳統(tǒng)仰角方位角選星法最為接近,且計算量比前者小大約25%。本文深入研究了提升城市峽谷中GNSS性能的算法:陰影匹配。利用采集的GPS+GLONASS星歷,建立了一個理想的陰影匹配模型,研究了大樓高度、街道寬度與可見衛(wèi)星數(shù)量的關(guān)系。本文實現(xiàn)了陰影匹配算法,驗證了該算法的有效性。針對該算法的一維搜索法在選取參考點時的局限性,本文并提出了一種螺旋二維搜索法。利用實際采集到的NEMA數(shù)據(jù)以及星歷數(shù)據(jù),結(jié)合百度地圖、E都市三維地圖對陰影匹配的效果進行實際測試。實際驗證了陰影匹配在城區(qū)街道環(huán)境中對定位精度的提升,并獲取了一個計算實測GNSS直視信號強度閾值的典型值。鑒于陰影匹配對GNSS定位具有輔助作用,首次提出了陰影匹配與當下流行的輔助全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(Assisted Global Positioning System,A-GPS)融合的概念,分析了融合的原因、可能性、不足。綜合考慮陰影匹配的計算量、存儲量、網(wǎng)絡(luò)傳輸速率等方面提出了基于MS-Based方式的融合設(shè)計。針對當下流行的MS-Assisted方式,結(jié)合安卓系統(tǒng)自身特點,提出了陰影匹配算法的軟件構(gòu)架設(shè)計。最后,對全文的研究工作進行總結(jié),并指出今后工作中進一步研究的方向。
【關(guān)鍵詞】：全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 城區(qū)復(fù)雜環(huán)境 性能評估 陰影匹配 A-GPS
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P228.4;TN967.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-15
• 縮略詞表15-16
• 第一章 緒論16-21
• 1.1 引言16-17
• 1.2 選題的目的和意義17-18
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)18-19
• 1.4 本文主要工作及內(nèi)容安排19-21
• 第二章 GNSS系統(tǒng)組成及誤差分析21-30
• 2.1 GPS系統(tǒng)組成及定位原理簡介21-26
• 2.1.1 GPS系統(tǒng)組成簡介21-22
• 2.1.2 GPS信號及導(dǎo)航電文格式22-25
• 2.1.3 偽距定位原理25-26
• 2.2 GNSS誤差分析26-29
• 2.2.1 與衛(wèi)星相關(guān)的誤差26-27
• 2.2.2 與傳播途徑相關(guān)的誤差27-29
• 2.2.3 與接收機相關(guān)的誤差29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第三章 城區(qū)環(huán)境下GNSS性能指標與評估方法30-53
• 3.1 GNSS系統(tǒng)性能建模30-36
• 3.1.1 GNSS系統(tǒng)性能指標分析30-31
• 3.1.2 GNSS性能評估模型31-33
• 3.1.3 城區(qū)復(fù)雜環(huán)境下GNSS性能評估模型33-34
• 3.1.4 實時性、魯棒性、實用性指標分析及評估方法34-36
• 3.2 GNSS信號性能評估方法研究36-52
• 3.2.1 GNSS信號性能分析36-37
• 3.2.2 GNSS信號性能指標評價37-47
• 3.2.3 GNSS信號性能評估47-52
• 3.3 本章小結(jié)52-53
• 第四章 城區(qū)環(huán)境下GNSS性能特性與選星研究53-67
• 4.1 城區(qū)復(fù)雜環(huán)境下無線電場景建模53-56
• 4.1.1 無線通信的特點53-54
• 4.1.2 無線通信的影響因素54-55
• 4.1.3 城區(qū)GNSS無線信道分析55-56
• 4.2 城區(qū)環(huán)境下選星算法研究與仿真56-66
• 4.2.1 精度因子DOP的推導(dǎo)56-58
• 4.2.2 傳統(tǒng)選星方法原理58-59
• 4.2.3 一種應(yīng)用于城區(qū)環(huán)境的選星法59-62
• 4.2.4 計算與仿真分析62-66
• 4.3 本章小結(jié)66-67
• 第五章 陰影匹配在城市峽谷中的應(yīng)用研究67-91
• 5.1 陰影匹配建模與驗證67-83
• 5.1.1 衛(wèi)星可見度建模與仿真68-70
• 5.1.2 陰影匹配算法驗證70-76
• 5.1.3 陰影匹配算法改進76-77
• 5.1.4 陰影匹配實測77-83
• 5.2 陰影匹配與AGPS融合設(shè)計83-90
• 5.2.1 陰影匹配與A-GPS融合需求分析84-85
• 5.2.2 陰影匹配與兩種方式A-GPS融合設(shè)計85-90
• 5.3 本章小結(jié)90-91
• 第六章 總結(jié)與展望91-93
• 6.1 研究成果總結(jié)91
• 6.2 研究工作展望91-93
• 致謝93-94
• 參考文獻94-98
• 攻碩期間取得的與學(xué)位論文相關(guān)的研究成果98-99

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本文編號：378015