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GPS激光测距定位系统关键技术研究与实现

陈品馨  
【摘要】: GPS激光测距定位系统集成了GPS、激光测距仪、三维数字罗盘等模块,以GPS差分定位技术、三维数字罗盘测角功能与激光测距功能为依托,实现快速、主动、实时、大范围、无棱镜辅助的三维空间定位系统。它的优势是在目标点不可接触或难以接触的情况下,仍可对目标点进行定位。 本文阐述了GPS激光测距定位系统的总体设计思路。GPS激光测距定位系统采集GPS数据、激光测距数据、三维数字罗盘数据,由GPS数据解算出流动点的三维坐标,结合激光数据和罗盘数据,以空间交会技术为手段,确定出目标点的三维坐标。 本文的研究工作主要有以下几个方面: (1)介绍了GPS激光测距定位系统的硬件集成方案,详细论述了各模块组件的构成、特点及功能,介绍了GPS数据、激光测距数据和三维数字罗盘数据的输出格式及提取方法,论述了这三个模块与掌上电脑间的通讯技术。 (2)重点介绍并实现了伪距单点定位和相位平滑伪距单点定位,详细阐述了单点定位的主要误差源,分析了伪距单点定位和相位平滑伪距单点定位各自的定位精度。研究了几种常用的周跳探测修复方法,对这几种方法进行比较,提出了一种适合该系统的周跳探测修复方法,既可以探测出大周跳,也可探测小周跳,并通过实例验证了方法的有效性。 (3)研究了在获取不同测量信息的情况下,利用有效信息对数据质量进行控制及解算出目标点三维坐标的方法。总结了对实时获取数据进行质量控制的方法,给出了实时数据质量控制流程。编程实现了这些方法,分析实例证明了算法的可行性。


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