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《北京交通大学》 2013年
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北斗/GPS双模差分定位技术的研究及实现

刘琳  
【摘要】:全球导航卫星系统GNSS (Global Navigation Satellite System)可以提供全天时的三维位置信息和三维速度信息,它在我们的日常生活中的应用日益广泛。结合列车定位的应用背景和我国北斗的建设状况及特点,研究北斗/GPS双模定位测量技术有着十分重要的意义。 本课题基于全球卫星定位导航系统的基本定位原理,讨论了卫星定位技术在列车运行控制系统中的应用,针对列控系统的现状及其特点,提出了北斗/GPS组合定位系统信息和铁路运输系统信息的融合,阐述了基于北斗/GPS组合定位技术来建设我国智能铁路运输系统的可行性和可靠性。在本课题研究期间主要完成以下几项任务: 1.研究了北斗/GPS双模差分定位系统的原理。目前,国内外利用导航卫星进行列车定位主要集中在GPS差分方面,由于北斗现处于建设阶段,北斗与GPS的双模组合定位仍于起步阶段。本课题从星座设计、坐标系统、定位精度等方面入手,系统地研究了北斗/GPS双模组合定位的优点和难点,提出了北斗/GPS双模定位的关键技术。 2.研究了北斗/GPS双模差分定位系统在初始化阶段和解算阶段的数学模型。通过载波观测量和码观测量的组合,建立定位系统初始化数学模型。 3.分析了各种载波整周模糊度确定算法和最小二乘算法。针对本课题北斗/GPS双模组合定位时载波波长不同的问题,结合成功率、计算量、可靠性等性能特点,选择最适用于本课题的载波整周模糊度确定的算法;同时根据列车定位过程中基线长度已知的情况,提高了整周模糊度确定算法的可靠性和列车定位精度。 4.系统地分析了影响组合定位结果的各种要素,从理论上对各种误差源进行分析,对北斗/GPS组合定位的实现和工程应用问题进行研究,并提出了应对策略。 5.现场试验及结果分析。通过对北斗/GPS双模接收机在具体某条铁路线某区间上进行的性能测试来验证北斗/GPS双模差分定位系统的可用性。试验结果证明本文提出的论点是正确的:利用北斗和GPS进行组合定位是可行的,并且与独立差分GPS定位相比,北斗/GPS进行组合定位能提高解算的成功率以及定位精度。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TN96.1;P228.4

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