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GPS和高精度气压高度表的组合导航定位技术研究

孙健  
【摘要】: 目前广泛应用于航空、航天、航海的全球定位系统(GPS)是卫星导航系统的先驱者,有着优越的导航性能,可提供全天候、连续三维的定位和导航能力,是今后可持续发展的重要因素。 随着交通智能化的不断提高,载运工具的导航和定位大多采用了全球卫星定位系统(GPS)。但是,当载运工具行驶在山区或市内高楼区的时候,GPS信号受到干扰或缺失,造成定位精度下降甚至不能正常工作。 基于上述原因,提出了将气压高度表提供的高程信息和GPS系统组合起来进行导航定位的方案。本文介绍了气压高度表的工作原理,推导出了气压高度表的数学模型。结合GPS的定位原理,给出了GPS和气压高度表组合导航定位的观测方程以及该系统观测方程的解算方法。选用Honeywell公司的高精度气压计(HPB)作为本方案的气压高度表。实验系统所用GPS接收板是JAVAD公司的JNS-100GG,通过对GPS卫星星历数据的获取,经GPS和气压高度表组合,实现了在可见星只有三颗时的GPS连续导航定位功能。最后,对本方案的GPS和气压高度表组合导航定位系统做了实测实验和仿真。实验数据分析表明,在气压高度表提供的高程信息比较精确的情况下,利用气压高度表提供的高程信息来弥补GPS信号的缺失,完成连续三维的定位导航的方案是可行的。


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