BDS/GPS数据融合定位解算算法的研究与实现

来源 :暨南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:psty2006
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定位解算模块是卫星导航接收机的最上层模块,其性能的好坏直接决定了定位导航精度的高低。在多个卫星导航定位系统并存的情况下,如何实现多系统数据融合来提高定位导航的精度,是当前研究的热点之一。因此,本文对BDS/GPS数据融合定位解算算法进行的研究与实现,对多系统数据融合处理研究具有重要的意义。在定位算法方面,重点研究了卡尔曼滤波的改进。针对单模型在急速转弯条件下出现较大偏差和交互式多模型系统运算量大的问题,提出了一种快速的IMM(Interactive Multi-Model,IMM)算法。该算法先对CS(Current Statistical,CS)模型进行改进,然后利用CV(Constant Velocity,CV)模型和改进的CS模型构成多模型系统,结合修正的滤波发散判据与次优的极大后验估计,根据载体实际的运动状态自行调整卡尔曼滤波采用的运动模型,从而弥补了单模型描述复杂运动的不足。仿真结果表明:该方法有效提高了不同运动状态下的定位精度,而且降低了运算量。在BDS/GPS数据融合处理方面,重点研究了时空基准的统一和选星算法。针对已有选星算法运算量大和实时性差的问题,提出了一种快速的选星算法。该算法根据卫星的仰角和方位角信息与最大体积法的原理,快速选出次优星组合。建立了BDS/GPS数据融合伪距单点定位的数学模型,并对其进行了系统仿真。仿真结果表明:采用BDS/GPS观测数据实现伪距融合定位,可使可见卫星数大大增加,用户可通过选择空间几何布局更佳的卫星组合来获取更高精度的位置坐标,同时也可避免在异常情况下对单一系统的过度依赖。最后,基于STM32设计和实现了GPS定位解算算法的嵌入式软件。测试结果表明:所设计的软件程序实现了对GPS导航电文的有效处理,能够计算出用户位置的三维坐标信息。
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