论文部分内容阅读
新型地基导航系统是为了克服卫星导航系统不足所提出的一种新型无线电定位系统,主要由地面基站及用户接收设备组成。地基导航系统的定位精度不仅与基站时间同步精度、发射信号质量以及接收机对导航信号的处理性能等因素有关,还与受基站布局影响的几何精度因子密切相关。本文以新型地基导航系统为背景,针对地基导航系统基站布局设计与优化问题,开展了如下研究工作:1、研究了地基导航系统定位方法,针对地基导航系统定位几何精度评价问题,提出加权几何精度因子(WGDOP),对于码相位测量值,测量误差的主要来源为接收机热噪声引起的随机误差,相比传统GDOP,采用WGDOP更能准确反映系统定位精度,实测结果与理论计算偏差小于0.1;而对于载波相位测量值,测量误差的主要来源不再是接收机热噪声引起的随机误差,采用GDOP就可以反映系统的定位精度。2、研究了影响基站布局的主要约束条件,从单站作用范围和几何构型两个方面进行了分析与仿真,得出:(1)单站作用范围主要与基站发射信号功率、天线主瓣宽度、基站高度及接收机灵敏度等因素有关;(2)用户的单点VDOP与基站和用户高度角正弦的最大差值成反比;(3)当对4个基站进行布局时,为使GDOP不出现奇异,基站连线所构成的四边形在水平面的投影不能存在不经过顶点的对称轴。3、研究了区域用户的基站布局问题,针对实际用户建立了特定的区域模型,分别提出了“两高两低”的四站布局方法以及“一高四低”的五站布局方法;针对存在障碍物遮挡情况,采用自适应遗传算法解决基站布局问题,使得用户在服务区域内的定位几何精度满足HDOP?2,VDOP?6。4、为了验证本文所提基站布局方法,分别开展了四站和五站条件下的定位实验,实验结果表明用户的实际定位几何精度满足HDOP?2,VDOP?6,证明了“两高两低”四站布局方法和“一高四低”五站布局方法的有效性。