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GPS数据处理技术及其在内河航运中的应用研究
| 论文题名： | GPS数据处理技术及其在内河航运中的应用研究 |
| 关键词： | GPS;载波相位;整周模糊度;阻尼矩阵;内河航运;数据处理 |
| 摘要： | 随着GPS技术的发展和广泛应用，对高精度快速定位的要求越来越高。利用载波相位进行定位的关键问题是如何快速准确地求解整周模糊度，进而提高GPS的定位精度和效率。在更广泛的领域应用GPS技术，利用GPS的特点更好地服务于经济建设也是研究的热点。 本文首先介绍了GPS定位系统的组成、信号的调制与解调、GPS定位系统的基本观测量，对GPS系统存在三种误差来源：与卫星有关的误差、与信号传播有关的误差、与观测和接收设备有关的误差进行分析，研究了误差产生的原因、性质以及在各种情况下对误差的处理方法。依据数学原理推导了利用载波相位观测量进行定位的单差、双差、三差的相对定位差分方程；简要分析了求解整周模糊度的一般方法的流程，系统地研究了整周模糊度的解算理论和方法；对目前在线解算整周模糊度的几种重要的方法进行了理论分析。 其次，本文分析了短基线时利用双差载波相位观测方程求解整周模糊度的特点，研究了方程法矩阵奇异值的分布特征及解决法矩阵病态性的一般解算方法。在分析双差观测方程中法矩阵在短基线情况下奇异值的特点及其病态的特征的基础上，依据TIKHONOV正则化原理和阻尼矩阵的性质，提出了一种改进的单历元正则化算法。通过改进的正则化矩阵的作用，减弱了法矩阵的病态性，改善了法矩阵的条件数，可以得到更准确的模糊度浮动解，来提高整周模糊度求解的精度和效率。采用本文提出的算法，利用两台GPS接收机所测得的数据进行计算，通过对传统算法和真实值的比较，该算法可以改进法矩阵的病态性，为单频单历元动态定位提供了一条思路。 最后，本文讨论了GPS系统的应用特点和现阶段内河船舶导航定位的现状，对GSM/GPRS数据通信网络的特点进行了分析。根据GPS定位系统和GSM/GPRS的性能特点，提出了一种解决目前内河航运中特别是在特殊航行情况下对船舶进行导航监控的方案，帮助驾驶员获得足够的信息以便能够及时准确地采取避碰措施，并且对该方案的性能和可行性进行了分析论证。 |
| 作者： | 苏德亮 |
| 专业： | 信号与信息处理 |
| 导师： | 陈伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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