面向大众导航的低成本高精度定位算法研究

论文摘要

随着GNSS芯片和天线性能的不断提升,信号捕获能力的逐渐增强,低功耗、高性能、模块化的GNSS接收机已经逐步进入大众消费市场,实现了GNSS从专业领域向民用领域过渡,突破了传统大众导航（WIFI定位,超宽带定位技术等）“精度低”“可靠性差”的瓶颈,降低了用户的定位成本,推动了GNSS在位置服务领域的产业化应用。而与测量型接收机相比,低成本接收机的数据质量略差,如何利用算法的革新来弥补数据质量的差异,从而保证定位的精度、鲁棒性和实时性,对进一步开拓GNSS应用市场具有重要意义。鉴于此,本文主要围绕低成本接收机在相对定位过程中的关键问题展开研究,主要涉及GNSS观测噪声分析及随机模型精化、基于速度约束的抗差RTD算法以及基于部分固定策略的抗差RTK算法三个方面,通过对相关算法和模型进行改进或创新,旨在保证定位过程中的实时性、连续性以及鲁棒性。本文的主要工作和贡献如下:1、详细介绍了数据处理过程GNSS的基本观测模型;分析了GNSS定位中的各项误差源,并给出了具体的消除方法;阐述了GNSS定位中观测值的随机模型,并对各随机模型的优劣进行说明;讨论了数据处理过程中常用的两种参数估计策略,并对其特点进行了详细的阐述。2、在测站坐标以及双差模糊度均正确已知的前提下,通过重参化建立了基于站间单差的观测模型,并给出了两种计算观测残差的方法,从而剥离出单颗卫星的观测残差;针对BDS、GPS不同系统的不同类型卫星,对比分析了其载波和伪距单差观测噪声随高度角/信噪比的变化;统计了不同高度角/信噪比区间内各类型卫星的观测精度,利用matlab中非线性函数lsqnonlin对指数函数模型以及信噪比定权模型进行随机模型精化,并给出了随机模型拟合系数。3、详细推导了标准化残差的构造公式,并此为基础,分析了观测值之间的相关性,提出了部分粗差抗差自适应算法;为充分利用冗余观测信息以解决城市峡谷环境下存在的“飞点”问题,介绍了两种基于速度约束的RTD定位模型,并分析了两种模型的优劣;设计了四组不同场景下的RTD定位实验以验证算法的鲁棒性。4、为缩短模糊度准确固定时间,提高先验模糊度固定成功率,对部分模糊度固定策略展开研究,利用卫星截止高度角、连续跟踪次数作为筛选条件选取模糊度子集及其方差-协方差,以先验模糊度固定成功率以及Ratio值作为检核指标判断模糊度是否正确固定;针对低成本接收机存在的半周模糊度偏差问题,通过实测数据分析了半周模糊偏差对定位结果的影响,并采用抗差Kalman滤波算法对这一偏差进行处理;设计了三组实验,验证了算法在超短基线、短基线以及附有增强信息条件下的RTK定位性能。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张建

导师: 喻国荣,曹久慧

关键词: 低成本高精度定位,随机模型精化,速度约束,抗差自适应滤波,部分模糊度固定,半周模糊度偏差

来源: 东南大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 自然地理学和测绘学,电信技术

单位: 东南大学

分类号: TN967.1;P228.4

DOI: 10.27014/d.cnki.gdnau.2019.000201

总页数: 81

文件大小: 17364K

下载量: 80

相关论文文献

• [1].排序对模糊度解算中降相关性能的影响分析[J]. 大地测量与地球动力学 2020(05)
• [2].一种整数相位钟法精密单点定位模糊度固定模型[J]. 测绘科学技术学报 2020(01)
• [3].模糊度解算中不同策略与算法的搜索效率分析[J]. 测绘科学技术学报 2019(02)
• [4].一种改进的北斗三频长基线模糊度固定算法[J]. 大地测量与地球动力学 2018(03)
• [5].模糊度二维搜索的姿态测量改进算法[J]. 空军工程大学学报(自然科学版) 2017(01)
• [6].基于频域能量分割的图像模糊度评价方法[J]. 计算机技术与发展 2015(06)
• [7].基于重心和平均模糊度的模糊数排序[J]. 青海师范大学学报(自然科学版) 2020(03)
• [8].基于格理论的模糊度快速解算方法[J]. 计算机应用 2020(08)
• [9].部分模糊度固定的多基线解算方法[J]. 大地测量与地球动力学 2017(12)
• [10].精密单点定位部分模糊度固定方法[J]. 中国空间科学技术 2013(01)
• [11].基于单差搜索的格拉纳斯双差模糊度固定方法[J]. 测绘科学 2013(05)
• [12].一种短基线单历元模糊度解算方法研究[J]. 工程勘察 2012(01)
• [13].一种新的基于数理统计的模糊度正确性检验方法[J]. 仪器仪表学报 2012(03)
• [14].惯性信息辅助的载波相位模糊度求解算法[J]. 计算机工程与设计 2010(13)
• [15].一种整周模糊度快速求解的分组搜索法[J]. 大地测量与地球动力学 2011(03)
• [16].基于均值和模糊度的犹豫模糊语言排序方法[J]. 模糊系统与数学 2019(01)
• [17].基于模糊度的姿态测量仿真与实现[J]. 指挥控制与仿真 2019(05)
• [18].分步组合部分模糊度固定法在中短基线中的应用[J]. 测绘科学 2018(11)
• [19].北斗三频中长基线模糊度解算研究[J]. 大地测量与地球动力学 2017(08)
• [20].附有长度约束的模糊度解算方法比较[J]. 测绘科学 2016(06)
• [21].北斗三频数据模糊度解算方法比较分析[J]. 全球定位系统 2016(03)
• [22].一种改善交叉极化距离模糊度的新工作模式[J]. 电波科学学报 2013(06)
• [23].基于模糊度量的软件漏洞检测技术研究[J]. 网络安全技术与应用 2010(04)
• [24].基于模糊度和噪声水平的图像质量评价方法[J]. 光电子.激光 2010(07)
• [25].应用粗糙模糊度的不完备信息系统属性约简[J]. 计算机技术与发展 2010(10)
• [26].基于匹配模糊度评价的Wi-Fi/地磁指纹定位算法[J]. 中国科技论文 2020(06)
• [27].利用迭代加权模糊度函数法的单历元模糊度固定[J]. 测绘通报 2019(11)
• [28].图像模糊度评价及其应用综述[J]. 软件工程 2018(04)
• [29].降相关对模糊度解算中搜索效率的影响分析[J]. 测绘学报 2015(05)
• [30].短基线北斗三频数据模糊度解算方法的比较[J]. 海洋测绘 2015(04)

标签：低成本高精度定位论文;  随机模型精化论文;  速度约束论文;  抗差自适应滤波论文;  部分模糊度固定论文;  半周模糊度偏差论文;