GNSS组合导航自适应信息融合技术研究

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卫星导航定位技术是一项利用空间卫星进行导航定位的新兴技术,具有全天候、高精度、连续实时地提供导航、定位和授时的特点,已经成为人类活动中普遍采用的导航定位技术,并且在军事及工农业等领域发挥了重要的作用。已经建成的全球卫星定位系统有美国的GPS(GlobalPosioningSystem)和俄罗斯的GLONASS(GlobalNavigationSatelliteSystem),欧盟的GALILEO系统正在建设中。我国于2000年建成了“北斗导航”卫星双星导航定位系统,第二代北斗导航系统将于2020年完成组建。  然而,单一导航卫星系统并不能满足用户高精度、全球定位的定位需求,所以我们有必要研究GNSS组合导航定位技术,以达到提高系统的定位精度和改善系统的可靠性等目的。目前,对于GNSS组合导航的研究是近年来导航领域的热点问题,本文就GNSS组合导航自适应信息融合技术进行了研究。  首先,简要介绍GPS、GLONASS、北斗导航卫星系统的系统组成,然后分析GNSS卫星信号组成及其产生原理。另外,分析GNSS系统之间的差异,针对组合导航存在的问题,提出GPS、GLONASS和北斗导航卫星系统之间的时间系统和坐标参考系统的统一方案。  其次,分析GNSS组合导航定位原理,详细介绍利用卫星星历计算GPS、GLONASS卫星位置和速度方法,然后介绍GNSS组合导航量测方程的建立,利用最小二乘算法解算用户位置和速度。另外,针对GNSS测距信号存在的误差给出了相应的处理方法。  最后,阐述GNSS组合导航自适应滤波算法,采用“当前”统计模型描述载体运动状态,建立自适应卡尔曼滤波算法,通过引入遗忘因子、自适应因子、等价权矩阵等方法改进自适应卡尔曼滤波算法,通过仿真实验验证该算法对目标具有更强的跟踪性能。
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