原子鐘輔助GPS用于CGTR-OTE移動(dòng)定位技術(shù)研究.pdf

1、歐洲正在建設(shè)Galileo系統(tǒng)是目前世界上唯一的為民用目的而建立的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)計(jì)劃于2008年建設(shè)完成。中國(guó)是第一個(gè)加入Galileo計(jì)劃的非歐盟國(guó)家，為推動(dòng)Galileo系統(tǒng)在中國(guó)的應(yīng)用，中歐雙方共同合作，在中國(guó)建立一個(gè)旨在服務(wù)于Galileo系統(tǒng)用戶接收機(jī)和應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、演示的平臺(tái)——CGTR。CGTR由三部分組成：室內(nèi)測(cè)試認(rèn)證環(huán)境(ITE)、外場(chǎng)測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)(OTE)和應(yīng)用演示與推廣中心(ADC)。針對(duì)CGTR中OTE需要

2、移動(dòng)定位的需求，本文研究了原子鐘輔助GPS接收機(jī)對(duì)OTE平臺(tái)進(jìn)行定位的性能，并以改善定位精度為主線，提煉出使用銣鐘輔助增強(qiáng)GPS的優(yōu)點(diǎn)。 在GPS接收機(jī)中使用一個(gè)原子鐘的出發(fā)點(diǎn)是其授時(shí)精度和穩(wěn)定度足夠高，可以假定接收機(jī)時(shí)鐘與GPS時(shí)間之間的偏差為已知量，從而避免了對(duì)其進(jìn)行估計(jì)。因此，GPS導(dǎo)航解算就可以僅對(duì)位置坐標(biāo)(x、y、z)的估計(jì)來(lái)進(jìn)行，也就是說(shuō)，僅需要接收到三顆衛(wèi)星的信號(hào)就可以完成定位解算。如果接收機(jī)時(shí)鐘偏差是精確已知的，

3、那么接下來(lái)的問(wèn)題就是在什么樣的環(huán)境中會(huì)以什么樣的程度提高定位精度。通過(guò)分析時(shí)鐘誤差與位置誤差的聯(lián)系，并且調(diào)查了在它們的聯(lián)系中衛(wèi)星幾何位置所起的作用，從而回答了上面提出的問(wèn)題。 以GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，若使用一個(gè)二次函數(shù)來(lái)建立估計(jì)時(shí)鐘偏差的有效模型，那么就需要以前的獨(dú)立觀測(cè)量來(lái)估計(jì)這個(gè)函數(shù)的參數(shù)?？捎玫莫?dú)立觀測(cè)量的數(shù)目依賴于這些測(cè)量值的相關(guān)時(shí)間。為達(dá)到實(shí)時(shí)應(yīng)用的效果，本文利用了差分定位方式，對(duì)應(yīng)的觀測(cè)時(shí)間就可減少到1分鐘以內(nèi)。為滿

4、足需要，本文提到了一種更有效、更符合實(shí)際情況的銣鐘模型。在簡(jiǎn)要回顧了振蕩器模型和其觀測(cè)值的基礎(chǔ)上，然后使用事后處理得到精確的衛(wèi)星軌道和時(shí)鐘校正評(píng)估銣鐘特性。以這些特性為基礎(chǔ)，提出單模GPS和差分GPS使用的銣種模型。并給出了一個(gè)使用順序處理估計(jì)時(shí)鐘偏差的具有實(shí)用意義的算法。 為了進(jìn)一步改善GPS導(dǎo)航的精度和可用性，研究和建立了一個(gè)由銣鐘輔助GPS和氣壓計(jì)、羅經(jīng)組成的組合導(dǎo)航系統(tǒng)。這種由精密時(shí)鐘輔助GPS和氣壓計(jì)等組成的組合導(dǎo)航系