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在现代导航技术领域，GPS卫星导航系统能够全天候、全方位地提供导航定位服务，具有成本低、不受地理位置限制、精度高、无累积误差等优势。同时利用GPS载波相位差分技术进行相对定位的发展使得利用载波相位观测量进行定向的技术成为研究热点，是GPS导航的重要应用分支。 本论文基于载波相位相对定位原理，研究了基于双GPS的短基线定向技术，设计并实现了低成本单频定向系统。本论文所给出的定向技术亦适用于我国自主研发的北斗卫星导航系统，可为军民相关应用领域的高精度定位定向服务提供技术支持。 本论文所做工作及研究成果如下: (1)研究了GPS短基线定向技术的双差载波相位观测方程，探讨了载波相位观测方程的建立以及线性化方法，同时提供了观测方程基本线性组合方式。 (2)根据相位干涉原理构建了定向的观测方程，依据双GPS短基线定向的基本原理，给出了一种载体姿态角求解算法。首先，给出了计算GPS卫星在协议地球坐标系中瞬时位置的方法，将利用采集的星历数据解算出的卫星位置坐标与IGS提供的精密星历数据进行比较，验证了瞬时位置计算方法的有效性。其次，利用基线长度构建了搜索空间的QR分解算法，压缩了搜索空间，提高了搜索效率，结合多种约束检验方法，可靠地完成双差整周模糊度的固定。实验结果表明，所给出的载体姿态角求解算法是有效的。 (3)定向技术中的关键环节包括OEMStar板卡的原始数据的采集与解码、双差整周模糊度的搜索确定以及航向角和俯仰角信息的解算。针对OEMStar板卡的原始数据格式和内容，本论文给出了获取定向所需接收机天线的位置参数信息、载波相位观测量以及卫星星历信息的方法步骤。 (4)基于两块OEMStar板卡以及配套的硬件设备，搭建了一个低成本短基线定向实验系统。利用Visual C++6.0的MFC环境以及CserialPort类完成上位机与GPS接收机间的串口通信、原始数据的采集处理以及解码数据的保存。在Matlab平台环境下，利用获取的解码数据进行整周模糊度的搜索固定以及载体航向角和俯仰角的解算。针对搭建的定向系统设计多种实验方案，并对实验结果进行分析。大量的实验结果表明，本论文设计的低成本定向系统运行可靠稳定、实时性好，定向精度满足应用要求。