車載平臺(tái)姿態(tài)及天線位置確定技術(shù)研究.pdf

1、GPS姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)是國(guó)家863項(xiàng)目“近景三維目標(biāo)測(cè)量技術(shù)”的一個(gè)子課題?！敖叭S目標(biāo)測(cè)量技術(shù)”要求建立一個(gè)集成GPS、激光掃描儀(LS)、電荷耦合裝置(CCD)相機(jī)以及多種傳感器的車載三維測(cè)量系統(tǒng)，目的是建立全方位可量測(cè)的三維城市模型。而GPS姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)的研究目的就是通過(guò)后處理GPS數(shù)據(jù)，提供高精度的車載平臺(tái)的三維姿態(tài)數(shù)據(jù)和天線位置。 本文結(jié)合課題要求，主要討論了在現(xiàn)有條件下在動(dòng)坐標(biāo)基準(zhǔn)下如何處理GPS數(shù)據(jù)和弱約束條件下如何

2、提高測(cè)姿精度的問(wèn)題。在總結(jié)現(xiàn)有GPS姿態(tài)測(cè)量算法的基礎(chǔ)上，提出了適合現(xiàn)有條件的GPS測(cè)姿系統(tǒng)，重點(diǎn)對(duì)條件平差算法和曲線擬合算法在GPS測(cè)姿系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，編寫了相應(yīng)的姿態(tài)測(cè)量程序，并用試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證。 本文首先詳細(xì)介紹了如何使用GPS數(shù)據(jù)處理軟件得到高精度基線向量的步驟、方法及注意事項(xiàng)。然后系統(tǒng)全面的介紹了GPS姿態(tài)測(cè)量的原理和方法。在回顧總結(jié)各種姿態(tài)參數(shù)求解方法的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹了一種滿足本課題要求的GPS姿態(tài)測(cè)量

3、的姿態(tài)參數(shù)求解算法，推導(dǎo)了此算法的精度估計(jì)公式。分析和討論了主天線坐標(biāo)近似對(duì)姿態(tài)測(cè)量精度的影響。從課題實(shí)際情況出發(fā)，詳細(xì)介紹了如何利用已知基準(zhǔn)站坐標(biāo)得到主天線坐標(biāo)的方法步驟。 本文提出了在天線固定安裝及基線向量解算精度已定的條件下，如何利用單基站條件平差法和雙基站條件平差法來(lái)消除基線向量部分誤差得到更高精度基線向量從而獲得滿足課題精度要求的姿態(tài)參數(shù)的方法。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，兩種方法都可得到比直接解算精度高一個(gè)數(shù)量級(jí)的姿態(tài)參數(shù)；但雙