GPS-Galileo組合導航衛(wèi)星系統研究.pdf

1、全球導航衛(wèi)星系統（Global Navigation Satellite System，GNSS）己經成為全球發(fā)展最快的信息產業(yè)之一。因為可以在全球性、全天候、連續(xù)性和實時性的特點下提供定位、導航和授時服務，導航衛(wèi)星系統在民用和軍事應用方面都發(fā)揮了重要作用。目前世界上存在兩個全球導航衛(wèi)星系統：GPS和GLONASS，正在建設的有歐洲Galileo系統。其中GLONASS由于俄羅斯全球戰(zhàn)略的變化及經濟問題，當前處于恢復階段，只有20顆在軌

2、衛(wèi)星，無法提供全球導航定位服務。
　　 由于各GNSS單系統的衛(wèi)星星座規(guī)模有限，提供導航定位服務的精確性、可用性、連續(xù)性、可靠性以及完好性無法得到保障，因此產生了很多導航衛(wèi)星系統的輔助導航方法，如慣導輔助、氣壓高度計輔助和靜止軌道衛(wèi)星（GEO）輔助等方法。但上述方法都需要在用戶端附加慣導、氣壓高度計等輔助設備，因此增加了用戶接收機的成本和體積，且相應的融合算法復雜。同時，近年來隨著各個全球導航衛(wèi)星系統的發(fā)展和興建，多種導航衛(wèi)星系

3、統的組合使用逐漸成為衛(wèi)星導航領域的一個研究熱點。因此，本文提出由GPS和Galileo構成GPS-Galileo組合導航衛(wèi)星系統的設計思想。重點研究了GPS-Galileo組合導航衛(wèi)星系統的以下幾個方面：
　　 第一，GPS-Galileo組合導航衛(wèi)星系統的觀測量及其測量誤差分析和觀測數學模型推導。研究分析了GPS-Galileo組合導航衛(wèi)星系統的碼偽距和載波相位偽距觀測量以及觀測量的測量誤差；審查、測試、評估和執(zhí)行GNSS單系

4、統的觀測數學模型，在此基礎上推導出GPS-Galileo組合導航衛(wèi)星系統的觀測數學模型。
　　 第二，GPS-Galileo組合導航衛(wèi)星系統的性能分析。GPS-Galileo組合導航衛(wèi)星系統使用時，可以利用其星座結構變化大、可見衛(wèi)星數增多、可獲得兩個或多個頻率的導航信號等優(yōu)點。因此需要分析組合系統的精確性、可用性、連續(xù)性和可靠性給導航定位服務帶來的影響，以及與單系統相比的性能優(yōu)勢。
　　 第三，GPS-Galileo組合

5、導航衛(wèi)星系統的導航解算算法研究。為了提高導航衛(wèi)星系統的定位精度，在研究傳統衛(wèi)星導航解算的最小二乘算法、加權最小二乘算法和卡爾曼濾波算法的理論基礎上，利用GPS和Galileo組合使用的特點，提出了適用于組合系統的改進選星算法和改進導航解算算法，并通過仿真給出了改進選星算法的改善情況。
　　 第四，GPS-Galileo組合導航衛(wèi)星系統的多故障完好性算法研究。由于兩系統的組合使用，使組合星座可提供的冗余觀測量增多。本文在研究多頻多