單天線GPS姿態(tài)確定系統(tǒng)的研究.pdf

1、AbstractTheattitudeistheimportantparameterofnavigationoftheplane。InertialnavigationsystemwasusedtogetattitudeinformationatthepastAsthedevelopmentofGPStechnologytheapplicationofsynthesizingaircraftattitudeinformationbased

2、onGPShasbecometheimportantpartoftheuseofGPSItcantakethefuiIorpartplaceoftheinertialnavigationsystem。SeveralGPSattitudedeterminationmethodshavebeenproposedandSuccessfullytestedinrecentyearsThesemethodsrelyontheuseofmultip

3、leantennasThispaperpresentsamethodforsynthesizingaircraftattitudeinformationfromsingle，antennaGPSvelocitymeasurements。Theattitudeinformationconsistsofflightpathangleandrollangleabouttheaircrat2velocityvectoraxis。Italsoca

4、lledaspseudo。attitudeItiSapracticablymethodtogetaircraftsattitudeinfoi’mationwithlOWcostforitssimplehardwareandeasyinstallationKeywords：GPSaccelerationsingle——antennapseudoattitudevelocity壹壅墮寶墮壟叁堂堡：!堂生堡塞一一——第一章緒論全球定位系統(tǒng)(簡

5、稱GPs——GlobalPositioningSystem)是美國國防部主要為滿足軍事部門對海上、陸地和空中設施進行高精度導航和定位的要求而建立的。GPS作為新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)，不僅具有全球性、全天候、連續(xù)的精密三維導航與定位能力，而且具有良好的抗干擾性和保密性。自1994年7月美國全球定位系統(tǒng)全部建成并投入使用以來，短短的幾年內，這一技術發(fā)展極為迅速，GPS的應用已經進入了科學技術和經濟建設的很多領域，在人地測量、精密工程測量、

6、地質監(jiān)測、交通監(jiān)測和空間氣象方面都得到了廣泛應用，獲得了巨大的經濟效益和良好的社會效益。具有類似功能的定位系統(tǒng)還有俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)，我國也開始建立具有～定定位功能的北斗星計劃。目前，國內市場上GPS產品很多，但是其核心技術是屬于國外的，因此深入研究和‘丌發(fā)GPS系統(tǒng)具有重要的意義。11研究背景利用GPS的碼相位、載波相位信號或二者的綜合束進行單點坐標確定、大地測量和相對定位等已進入了實用階段。其中利用碼相位來得到偽距的方法應用

7、最早，但定位精度差，目前定位誤差在10米左右(C／A碼)，麗P碼(Y碼)是不公開的保密碼，非經美國政府批準的廣大用戶難以利用。最近幾年受到廣泛重視并已在深入發(fā)展的主要是利用GPS載波相位信號作為觀測值來進行定位的研究，其定位槽度可達毫米級，但需確定載波相位的整周模糊度，相應的數學模型比較復雜，計算量大。近年來，利用GPS的載波信號來確定載體的姿態(tài)是一種新的應用。在飛機和艦船上，航向和姿態(tài)是導航腫重要參數。通常情況下，高精度的實時姿態(tài)測量

8、都是采用陀螺和加速度計組成的慣性系統(tǒng)。雖然慣性系統(tǒng)具有自主性好、動態(tài)性好的特點，但是慣性系統(tǒng)結構復雜、價格昂貴、而且陀螺的誤差會隨著時間積累。隨著GPS技術的不斷發(fā)展，用GPS獨立柬進行定位、測姿或與其它導航系統(tǒng)組合定位、測姿已經是一種必然趨勢。自九十年代以來，幾種以多天線為基礎的GPS載體姿念確定系統(tǒng)相繼被提出并得到廣泛應用。但是多天線GPS測姿系統(tǒng)存在著一些彳i足之處：各個GPS接收天線延遲、噪聲相互獨立；運算量大，實時性難以保證；