GPS定位定向系统的研究
基于GPS定位的效能分析与优化研究
基于GPS定位的效能分析与优化研究GPS（Global Positioning System）是一种常用的卫星导航系统，可以定位和跟踪地面、空中和海洋中的目标。
在现代社会中，GPS已经广泛应用于交通导航、地图服务、物流追踪等领域。
然而，GPS定位的效能对于用户体验和应用效果至关重要。
因此，本文将分析GPS定位的效能问题，并提出一些优化方法。
首先，GPS定位的效能受到多种因素的影响。
其中，卫星信号的强度和质量是最重要的因素之一。
当建筑物、大树或其他障碍物遮挡了GPS接收机与卫星之间的可视线时，信号会变弱或中断，导致定位的准确性下降。
此外，天气状况也会对GPS信号的质量产生影响。
例如，在暴雨或大雪天气中，信号可能受到干扰，从而影响GPS定位的准确性。
其次，定位算法和数据处理的效能也是影响GPS定位的重要因素。
GPS定位通常使用三角测量原理来计算接收机与卫星之间的距离。
然而，由于测量误差和噪音的存在，定位结果可能不够精确。
因此，改进定位算法和优化数据处理过程可以提高GPS定位的准确性和效能。
例如，使用卡尔曼滤波器可以减少测量误差的影响，从而提高定位的精度。
另外，GPS硬件设备的性能也对定位效能产生影响。
对于GPS接收机来说，灵敏度和更新速度是衡量其性能的重要指标。
灵敏度指的是接收机对弱信号的敏感程度，而更新速度指的是接收机获取和处理卫星信号的速度。
较高的灵敏度和更新速度可以减少信号丢失和位置漂移的可能性，从而提高GPS定位的效能。
针对GPS定位的效能问题，可以采取一些优化措施。
首先，提高卫星信号的可用性和质量是关键。
可以通过增加卫星数量、改进天线设计、提高信号处理算法等方式来增强卫星信号的接收和处理能力。
同时，在建筑物密集区域或信号受干扰较大的地方，可以采用GPS信号增强器或辅助定位技术，例如航位推算（Dead Reckoning）和基站辅助定位，以提高GPS定位的准确性和效能。
其次，对于定位算法和数据处理过程，可以通过引入更先进的算法和技术来改进定位的精度和效能。
基于GPS的导航系统的研究与优化
基于GPS的导航系统的研究与优化一、概述全球定位系统（GPS）作为一种定位和导航技术，已广泛用于军事、航空、航海、交通运输等领域，特别是在车载导航系统的开发中应用广泛。
本文将从GPS的原理和特点出发，探讨车载导航系统的设计和优化的研究内容，力求提高车载导航系统的精度和可靠性。
二、GPS原理及特点1. GPS原理GPS是一种利用GPS卫星进行定位和导航的技术。
通常通过三角测量原理来计算位置，即通过多个卫星发射信号到接收器，计算距离并定位。
通过GPS卫星可以精确计算位置、速度等信息。
2. GPS特点GPS具有以下优点：（1）全球覆盖：GPS系统能够覆盖全球，无论是陆地、海洋、高山、沙漠或者森林都可以实现定位和导航；（2）高精度：GPS系统可以实现厘米级别的精度，通过进行不同级别的精度定位，可以适应不同领域的需求；（3）高可靠性：GPS系统在进行定位和导航时，只需要接收信号而无需发送，因此它不会暴露位置信息，也很难受到干扰。
同时，GPS系统采用多卫星定位，信号有冗余，可以在一定程度上提高可靠性。
三、车载导航系统的设计与实现1. GPS在车载导航系统中的应用在车载导航系统中，GPS主要提供位置信息和时间信息。
通过收集GPS卫星的信号，车载导航系统可以通过三角定位原理来确定车辆的位置，在地图上标记出车辆的位置，并与目的地进行比较，计算出最佳的行车路线。
同时，GPS还可以提供车辆的速度、方向等信息，通过这些信息可以实现导航的功能，并根据路程、时间等因素提供车辆行驶的路线。
2. 车载导航系统的设计与实现车载导航系统的实现包括软件和硬件两方面。
在软件方面，需要根据GPS提供的信息，地图数据和用户设置的偏好，进行路径规划和导航，同时需要对车辆的状态进行监测和跟踪，对报警提醒进行处理。
在硬件方面，需要使用高灵敏度的GPS接收器，以及配备大屏幕、高清晰度的显示设备，以提供可视化的导航功能。
四、基于GPS的导航系统的优化1. GPS信号强度优化GPS信号会收到各种干扰，如建筑物、地形、大气层等因素的影响。
基于ARM的GPS定位系统的研究与实现的开题报告
基于ARM的GPS定位系统的研究与实现的开题报告一、选题背景及目的随着移动互联网的发展，GPS定位系统已经成为现代生活中不可或缺的一部分。
作为定位导航系统的核心组成部分，GPS定位芯片已经广泛应用于车载导航、行车记录仪、智能手表、智能手机、航空航天等领域。
目前市场上常见的GPS定位芯片包括北斗、GPS、GLONASS等，其中以GPS最为常用。
针对当前市场上使用广泛的GPS技术，本文将开发基于ARM平台的GPS定位系统。
目的：1. 研究GPS定位系统的原理和技术；2. 设计并实现基于ARM平台的GPS定位系统；3. 加强对ARM系统开发的掌握和理解；4. 为GPS定位系统在智能终端应用打下基础。
二、研究内容1. GPS定位原理和技术：分析GPS定位原理和技术，包括GPS信号的接收、处理等。
2. ARM系统架构分析：对ARM系统的硬件架构和软件架构进行分析，熟悉ARM系统的特点，建立对ARM平台的理解。
3. GPS定位系统架构设计：设计GPS定位系统的架构，包括整体设计、软硬件结构设计、信号采集与处理、定位算法的实现等。
4. GPS定位系统实现：将GPS定位系统的设计实现在ARM开发板上，并进行调试和优化。
要求系统能准确获取GPS信号，并计算出精确的位置信息。
5. GPS定位系统应用拓展：将GPS定位系统应用于智能终端，实现基于手机平台的GPS定位功能，并在实测中进行测试与优化。
三、预期成果1. 理论层面（1）对GPS定位系统的原理和技术进行深入研究，掌握GPS定位技术的基本原理和应用方法。
（2）对ARM架构进行研究，掌握ARM平台的软硬件开发技术。
（3）设计并实现基于ARM平台的GPS定位系统，能够准确获取GPS信号并计算出精确的位置信息。
2. 实际应用层面（1）实现GPS定位系统在ARM平台上的应用；（2）实现GPS定位系统在智能终端应用并进行测试和优化；（3）对GPS定位系统在智能终端应用场景进行拓展，提升系统的可用性和性能。
GPS定位导航技术研发与应用方案探讨
GPS定位导航技术研发与应用方案探讨第一章 GPS定位技术概述 (2)1.1 GPS技术发展历程 (2)1.1.1 初始阶段（1960年代初） (2)1.1.2 发展阶段（1970年代） (2)1.1.3 完善阶段（1980年代至今） (2)1.2 GPS系统组成及原理 (2)1.2.1 空间部分 (2)1.2.2 地面控制部分 (2)1.2.3 用户接收部分 (3)第二章 GPS信号接收与处理技术 (3)2.1 信号接收原理 (3)2.2 信号处理方法 (3)2.3 信号跟踪与定位算法 (4)第三章卫星导航定位算法 (4)3.1 单点定位算法 (4)3.2 差分定位算法 (5)3.3 高精度定位算法 (5)第四章 GPS定位误差分析与修正 (6)4.1 误差来源分析 (6)4.2 误差修正方法 (6)4.3 实时动态定位误差分析 (6)第五章 GPS导航系统设计与实现 (7)5.1 系统架构设计 (7)5.2 关键技术实现 (7)5.3 系统功能优化 (8)第六章 GPS定位导航技术在交通运输中的应用 (8)6.1 车辆导航与监控 (8)6.2 公共交通调度与管理 (9)6.3 航空航海导航 (9)第七章 GPS定位导航技术在农业中的应用 (10)7.1 精准农业技术 (10)7.2 农田信息采集与处理 (10)7.3 农业生产管理 (10)第八章 GPS定位导航技术在城市建设中的应用 (11)8.1 市政工程测量 (11)8.2 建筑物变形监测 (11)8.3 城市规划与管理 (12)第九章 GPS定位导航技术在环境监测中的应用 (12)9.1 水质监测 (12)9.2 气象监测 (12)9.3 地质灾害监测 (13)第十章 GPS定位导航技术的发展趋势与挑战 (13)10.1 技术发展趋势 (13)10.2 应用领域拓展 (14)10.3 面临的挑战与对策 (14)第一章 GPS定位技术概述1.1 GPS技术发展历程GPS（Global Positioning System，全球定位系统）作为一种卫星导航系统，其研发与应用始于20世纪60年代。
车联网GPS导航系统研究与开发
车联网GPS导航系统研究与开发随着人们生活水平的不断提高，汽车已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
随着车辆的普及，安全驾驶问题成为了广大车主比较关心的一个问题。
车联网是以汽车为载体，通过物联网技术将车辆连接到互联网，实现车辆之间、车辆与交通设施之间、车辆与用户之间的信息互联互通，从而提高车辆的安全性和驾驶效率。
其中GPS导航系统作为车联网系统的一个重要组成部分，发挥的作用尤为重要。
GPS全称为全球定位系统，它是美国发起的一项卫星导航系统。
GPS导航系统以一组卫星为基础，可以准确无误地测定出汽车的位置，从而提供正确的驾驶路线和行驶时间。
在车联网系统中，GPS导航系统可以在车辆出现状况时，及时将车辆信息上传到云端服务中心，方便管理者监控车辆。
同时，用户也可以通过车载GPS导航系统实时获取交通路况信息，以便按照最优路线规划出行路线。
对于GPS导航系统的研究和开发，主要分为两个方面：硬件和软件。
硬件主要包括卫星定位系统、接收器、监测设备等，软件则主要包括地图数据的处理和用户界面的设计。
卫星定位系统的发展和已有技术相比，GPS导航系统的精度和稳定性已经有了很大的提升。
现在的GPS导航系统，可以通过原位置计算法、卫星距离和角度计算法等方法来确定汽车的位置，实现更加精确的定位。
同时，针对不同的环境、不同的目的和数据需求，也出现了多元化的GPS导航系统。
在GPS导航系统的开发中，处理地图数据也是非常关键的。
地图数据能够提供车辆的具体位置信息、交通路况等数据，是GPS导航系统能够准确测定汽车位置的重要依据。
地图数据准确度和完备度直接影响到GPS导航系统的性能和使用效果。
除了硬件和软件的研究，设计用户界面也是GPS导航系统研究和开发的重点之一。
作为用户直接接触的一部分，用户界面的设计应该让用户轻松地使用GPS导航系统，从而方便用户获取路况信息和最优路线规划。
好的用户界面设计应该尽可能地减少用户时间和精力的消耗，增加用户的使用体验。
基于GPS的车辆定位监控系统的研究的开题报告
基于GPS的车辆定位监控系统的研究的开题报告一、项目背景随着社会经济的不断发展和人们生活水平的提高，汽车已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
车辆的使用和管理对于现代社会的各个领域都至关重要，如交通运输、公共安全、物流配送等。
然而，在汽车使用过程中，一些交通违法行为和安全事故仍然时有发生，给人们的生命财产带来巨大的损失。
车辆定位监控技术的出现为车辆使用和管理提供了更加科学、有效的解决方案，其基于GPS定位技术和无线通信技术，通过实时采集车辆位置、状态、行驶轨迹等信息，可以实现对车辆实时监控和管理，提高车辆使用效率，减少交通违法和安全事故的发生。
二、研究目的本研究旨在通过对GPS车辆定位监控系统的研究，设计和实现一套可靠、高效、实用的车辆定位监控系统，使其能够满足车主和管理员对车辆监控和管理的需求。
三、研究内容1. 系统需求分析和设计通过对车主和管理员对车辆监控和管理需求的调研和分析，确定车辆定位监控系统的功能需求和技术要求，设计系统硬件和软件架构。
2. GPS定位技术研究对GPS定位技术进行深入研究，掌握其原理、特点、精度等相关知识，了解GPS接收器的选型标准和配置方法，研究GPS模块与控制器的通讯协议和数据格式。
3. 系统开发与实现基于需求分析和GPS定位技术的研究，进行系统开发和实现，包括系统硬件设计和制作、软件编程和测试。
4. 系统测试和优化通过对系统进行功能测试和性能测试，发现和改正系统存在的问题和缺陷，进一步优化系统的性能和稳定性。
四、研究成果本研究的成果主要包括以下方面：1. 设计和实现一套基于GPS的车辆定位监控系统，具有车辆实时监控、远程控制、报警等功能，满足车主和管理员对车辆监控和管理的需求。
2. 研究GPS定位技术的原理、特点、精度等，掌握GPS接收器的选型标准和配置方法，研究GPS模块与控制器的通讯协议和数据格式。
3. 通过对系统进行测试和优化，提高系统的性能和稳定性，满足实际应用的需求。
全球定位系统的技术发展与应用研究
全球定位系统的技术发展与应用研究全球定位系统简称GPS，是一种基于卫星的定位系统，可以在任何时间、任何地点，精确地测量物体的位置和速度。
GPS的应用范围非常广泛，既可以作为导航工具，也可以应用于军事、交通、天文、地质和气象等多个领域。
本文将从技术发展的角度分析GPS的发展历程和未来趋势，并介绍GPS在不同领域的应用。
GPS技术的发展历程GPS最初是为军事用途而设计的，并于1973年首次研制成功。
在1980年代，GPS开始向民用市场逐渐开放，市场需求也不断增加。
随着技术的不断革新，GPS 的功能也不断升级。
目前，GPS的第一代、第二代和第三代技术已经问世，GPS 的技术标准也得到了不断优化。
GPS技术的原理是通过卫星定位仪和接收信号设备，三个或更多的卫星以精确的方式测量用户的位置。
卫星发射的信号被接受后，GPS接收器计算时间差以确定卫星和接收机之间的距离，并使用三个或更多的卫星信号交叉相交的区域来确定接收机的位置。
GPS的应用趋势GPS技术的应用领域非常广泛。
在交通运输领域，GPS可以帮助司机定位和导航，以及实现车辆调度和货物追踪。
在地质领域，GPS可以用来观测地震、测量板块运动、监测维多利亚冰盖等。
在天文领域，GPS技术被用来研究星际导航。
在军事领域，GPS是非常重要的军事技术之一，可以用于导弹制导、情报收集和侦察等方面。
GPS技术的未来发展趋势包括更高的精度和更多的应用，这将需要更加先进的技术和更强大的计算能力。
随着5G的到来，GPS技术也将实现更快的传输和更低的延迟。
另外，GPS技术还将与虚拟现实、增强现实和人工智能技术结合，为我们带来更便捷、更智能的生活体验。
GPS技术在不同领域的应用在军事领域，GPS被广泛应用于导弹和战斗机的制导和导航上。
在这些应用中，GPS的精度和精确性是至关重要的。
在航空航天领域，GPS被用于导航和控制卫星的轨道，以及跟踪和定位空间飞行器。
在交通运输领域，GPS可以追踪车辆的位置，并提供导航服务和实时路况信息。
基础测绘中的GPS定位技术与导航系统研究
基础测绘中的GPS定位技术与导航系统研究摘要：在基础测绘领域，GPS定位技术已经成为一项不可或缺的重要技术。
通过卫星信号的接收和处理，GPS定位技术能够准确测量地球上某一点的经纬度坐标，从而实现高精度的位置定位。
大大提高了测绘的效率和精度，为地图制作、土地管理、工程测量等方面提供了可靠的数据基础。
关键词：基础测绘；GPS定位技术；导航系统引言：GPS定位技术是基础测绘中一项重要的技术，同时也是导航系统研究的基础。
在现代测绘和导航领域，GPS定位技术已经成为不可或缺的工具。
它通过利用卫星信号确定地球上任何位置的坐标，实现了高精度、全球性的定位和导航功能。
导航系统的研究旨在开发出更加先进、智能的导航系统，以满足人类在航海、航空、交通等领域的导航需求。
1GPS定位技术的基础概念1.1 GPS的原理GPS是全球定位系统（GlobalPositioningSystem）的缩写，它由一组位于地球轨道上的约30颗卫星组成，这些卫星以精确的轨道遵循大地坐标系。
GPS的原理基于三边测量原理和差分测量原理。
在三边测量原理中，GPS接收器同时接收多颗卫星的信号，并通过测量信号在空间中传播的时间差来计算距离。
通过至少三颗卫星提供的距离信息，利用几何定位法确定接收器的位置坐标。
在差分测量原理中，引入一个参考接收器，该接收器已知位置，通过与参考接收器接收到同一颗卫星的信号进行比较，校正接收器的定位误差。
1.2 GPS定位的基本组成部分GPS定位系统主要由以下几个基本组成部分构成：卫星：GPS系统中的卫星以恒定的速度围绕地球运行，它们通过无线电波向接收器发送定位信号。
接收器：GPS接收器是用来接收卫星信号并处理的设备。
它能够接收多颗卫星的信号，并通过计算接收到信号的时间差来确定自身的位置。
控制台：控制台主要负责对接收器进行设置和控制。
用户可以通过控制台设定一些参数，如接收的卫星数量和接收精度等。
数据处理单元：数据处理单元负责对接收器接收到的信号进行处理和分析，计算出接收器所在的位置坐标。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
收稿日期:1999年7月21日,修回日期:2000年3月15日*国防预言基金资助项目
GPS定位定向系统的研究胡国辉 范胜林 袁 信(南京航空航天大学自控系#南京#210016)
摘 要 本文提出一种综合模糊度搜索算法和余度测量的周跳检测法。采用该方法进行模糊度搜索,保证了初始化时间最短的组合能在300秒以内出现,使初始化时间大大缩短。主题词 载波相位 整周模糊度 Cholesky分解 姿态测量 Kalman滤波
RESEARCHOFGPSPOSITIONINGANDHEADINGSYSTEM
HuGuohui FanShenlin YuanXin(DepartmentofAutomaticControlofNanjingUniversityofAeronautics&Astronautics#Naijing#210016)
Abstract Thepaperpresentakindofambiguitysearchalgorithmandakindofcycleslipdetec2tionalgorithmwithredundantmeasurements.Thetestresultsshowthatthemethodcanensurethecombinationoftheshortestintialtimewillappearwithin300secondsandtheinitialtimecanreducerapidly.Keywords Carrierphase Ambiguity Choleskyfacetorization Attitudedetermination Kalmanfiltering
1 引言采用载波相位差分测量姿态,需要解决快速、准确、可靠地确定模糊度的问题。载波相位差分用于静态定位则是确定相对地球坐标系静止不动的用户接收天线与基准站之间的相对位置,其相对基准站的位置和模糊度可以通过多个历元、多个时刻的观测数据求解,求解方法相对简单。在动态定位中,由于载波相位观测值在不发生周跳的情况下,其模糊度数值不变,因而可以利用静态定位的方法首先进行静态观测,待模型度正确求解之后再进行动态测量,或者占据一条已知基线,利用已知的基线向量来反求模糊度。静态定位方法应用于动态定位中,原理简单,软件实现方便,在早期的载波相位动态定位软件中得到了广泛的应用。但这种方法均需在动态定位开始之前进行,并在动态定位中连续跟踪4颗以上卫星,而一旦因周跳或失锁使连续跟踪的卫星少于4颗,则高精度的动态定位无法继续,限制了载波相位在GPS动态定位和姿态测量中的应用。因而国内外GPS专家开始寻
第21卷 第4期宇 航 学 报Vol121No142000年10月JOURNALOFASTRONAUTICSOct12000找能在运动中求解模糊度的方法,即整周模糊度的在航解算(AmbiguityResolutionOntheFly或者OntheFly),称为AROF或OTF。OTF近年来已成为国内外GPS专家研究的热点问题。总的说来可分为四类,双频伪距法,模糊函数法,最小二乘法和模糊度协方差法。其中最为著名的有优化Cholesky分解算法[1],快速模糊度滤波法,LAMBDA法,整数非线性规划法和基因法。以上各种模糊度的搜索算法均有其优缺点,优化Cholesky分解算法能有效地利用以前的信息,但由于换星(主星变化、可见星变化),纬数不确定,采用所有可见星的Cholesky分解算法编程复杂,且搜索范围较大,难以满足实时性。最小二乘法[2]将卫星分为两组,选4颗主星作为基本搜索组,其余卫星作为检验组。但这种方法搜索量较大,且不能有效采用Kalman滤波器利用以前信息。结合两种方法,我们探索出/综合模糊度搜索算法0,采用Kalman滤波器将模糊度作为状态估计,选5颗主星进行Cholesky分解,利用其余卫星进行检验。周跳检测和修复是载波相位动态定位中的另一关键问题。由于载波相位测量只能测量相位中不足一整周的小数部分,连续整周部分由多普勒记数得到,信号的遮挡、信噪比低以及接收机故障都可引起整周记数的突变)周跳。如果利用OTF技术能在一个历元之内确定整周模糊度,则对周跳的检测、修复的研究可不必继续下去。由于卫星数、卫星图形、观测条件等的不同,在一个历元内实现OTF解算模糊度还存在困难,因而对周跳的检测和修复进行研究仍具有重要意义。动态环境中周跳的检测和修复与静态测量相比较更为困难。动态定位中由于运载体在不断运动中,且相对每一动态方位观测值较少,在静态定位中十分有效的高次差法、双差法等均难以适用。Wei[3]利用Kalman滤波新息序列来进行周跳探测,然而探测周跳的能力与载体的动态变化有关,动态变化越剧烈探测能力越低。以上周跳检测和修复方法,受载体的动态影响大。在研制样机时我们除了在静态采用多式拟合法进行周跳检测外,还探索出在动静态都能运用的/余度测量的故障检测法0。
2 综合模糊度搜索算法为了充分利用以前的测量信息,仍然利用Kalman滤波器求取模糊度的浮点解[1],对于双天线GPS载波相位测量,系统的状态方程和观测方程为:
Xk=AXk-1+Nk-1
yk=HXk+Gk
(1)
其中: XTk=[xyzÛxÛyÛzN1N2,Nn]
yTk=[U1U2,Un]
A=I3@303@303@n
$TI3@3I3@303@n
0n@30n@3In@n
112宇航学报第21卷 Ii@j、0i@j分别为i@j单位矩阵、零矩阵。
H=e11e12e1301@3-Ke21e22e2301@3-K,,,wen1en2en301@3-KXx=[xyzÛxÛyÛz]为基线向量和基线速度,XN=[N1N2,Nn]为双差模糊度,yk为载波相位的双差测量值。 e11e12e13
e21e22e23
,,,en1en2en3
为指向卫星的方向余弦矩阵。
对于式(1)的状态方程和观测方程可以采用卡尔曼滤波器进行估计。X^k+1/k=X^k/k(2)Pk+1/k=APk/kAT(3)X^k+1/k+1=X^k+1/k+Kk+1[yk+1-Hk+1X^k+1/k](4)Kk+1=Pk+1/kHTk+1[Hk+1Pk+1/kHTk+1+Rk+1]-1(5)Pk+1/k+1=(I+Kk+1Hk+1)Pk+1/k(I-Kk+1Hk+1)T+Kk+1Rk+1Kk+1(6) P0/0,X0/0初值的选取取决于对基线向量和初始模糊度范围的了解,如果上述初始范围完全不确定,可取无穷大。当卡尔曼滤波器的滤波达到一定精度后,可进行整周模糊度的搜索。对于式(6)中的Pk/k可以写成:
Pk=PxPxN
PNxPN
Px、PN分别为基线向量与整周模糊度误差的协方差矩阵。PxN、PNx分别为它们之间的误差协方差矩阵。这里选5颗主卫星进行Cholesky分解,利用其余卫星进行检验。
X^=[X^1 X^2],N=[N1 N2],PN=P11P12
P21P22
113第4期胡国辉等:GPS定位定向系统的研究 N1、N2分别为主卫星与其余卫星整周模糊度的整数解,X^1、X^2分别为主卫星与其余卫星整周模糊度的浮点解,P11、P12分别为主卫星与其余卫星整周模糊度误差的协方差
矩阵,P12、P21分别为它们之间的误差协方差矩阵。整周模糊度求解应使
J=(X^1-N1)TP-111(X^1-N1)(7)最小,其中N1为待确定的整周模糊度。
为了使搜索能满足树状规律,可进行下三角分解。
P-111=CCT(8)
其中 C=c11000c21c2200c31c32c330c41c42c43c44
将式(8)带入式(7)可得
J=(X^1-N1)TP-111(X^1-N1)=(X^1-N1)TCCT(X^1-N1)=fTf=f21+f22+f23+f24(9)
其中:f=CT(X^1-N1)C[f1 f2 f3 f4]
X^1=[x1x2x3x4],N1=[n1n2n3n4]f4=(x4-n4)C44(10a)f3=(x4-n4)C43+(x3-n3)C33(10b)f2=(x4-n4)C42+(x3-n3)C32+(x2-n2)C22(10c)f1=(x4-n4)C41+(x3-n3)C31+(x2-n2)C21+(x1-n1)C11(10d)由于X^1的误差方差阵为
P11=s11s12s13s14
s21s22s23s24
s31s32s33s34
s41s42s43s44
N的取值范围为njI[roung(xj-3sjj),round(xj+3sjj)](j=1,,,4)round为取整,
114宇航学报第21卷 如果round(xj-3sjj)=round(xj+3sjj)
则取njI[round(xj-3sjj)-1,round(xj+3sjj)+1](j=1,,,4)
计算量由f4yf1递减,由于f2i是大于零或等于零,在计算中式(9)和式(10)可以交替
计算,当某一检测模糊度f部分分量平方和已大于某一限值(可选为前面已经计算的J次小值),则该模糊度组将被拒绝,而不用计算f的剩余分量及其平方和,从而大大减少计算量。最优剪枝法的搜索为一历元的模糊度搜索顺序应从搜索范围的中间向两边进行,这是因为越靠近搜索中心的模糊度组为正确模糊度的可能性越大,其J数值一般较搜索空间的边缘要小,从而在上述搜索计算过程中可以进一步减小计算量。搜索过程中只要保留已搜索过的模糊度、模糊度组中J为最小及次小的模糊度数值及相应的J数值。对于以上四层树状搜索图仍然采用最优剪枝法进行搜索,满足指标函数最小的解,被认为是整周模糊度的解,但仍需要经过检验,满足求解基线长度与已知知基线长度相吻合(实际中二者之差小于0102米即可认为二者相吻合),即认为通过第一次检验,然后利用前面求出的基线向量对所有载波相位测量求整周模糊度,由于模糊度是整数,因此可以对取整后剩余部分进行残差检验,通过已上两次检验即认为模糊度已固定。采用该方法进行模糊度搜索,保证了初始化时间最短的组合能在300秒以内出现,使被始化时间大大缩短;
3 余度测量的周跳检测法当正确模糊度求解后,如果不发生周跳,则求解的基线向量的基线长度均为已知基线长度(附加测量噪声),当载波相位测量发生周跳后,则求解的基线长度均不与已知基线长度相吻合,这样可以探测到某个载波相位测量发生周跳,但究竟是哪一个载波相位测量发生周跳还需利用余度测量进一步探测,并修复。在正确模糊度求解后,仅有四颗可见星的载波相位测量就可求出基线向量和基线长度。而一般可见星均在四颗以上。因此可以采用4颗星进行组合,如果某四颗星的组合求出的基线长度与已知基线长度吻合,即认为该四颗星的载波相位测量未发生周跳,然后利用这四颗星求出的基线向量可以求出其它的双差模糊度,并与原来的模糊度比较,即可探测出哪个载波相位测量发生周跳,并修复。