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广域差分GPS用户端算法研究

王爱兵  
【摘要】: 广域差分GPS技术可以显著增强GPS性能。广域差分GPS系统的差分信息、完好性信息和接收机的观测信息,最终都在用户端汇集。因此,用户如何处理各种信息以提高定位精度、保证完好性和可用性,是广域差分GPS系统的重要组成部分之一。本文主要从精度、完好性和可用性三方面对广域差分GPS用户端算法展开研究。 首先,本文介绍了GPS伪距定位基本原理和影响GPS测量精度的各种误差及其改正模型。 然后介绍了广域差分GPS用户常用的三种导航定位算法;最小二乘、Kalman滤波和自适应Kalman滤波,比较分析了三者的特性和定位精度;利用接收到的广域差分信息计算差分改正数,着重对电离层格网内插法进行了论述;结合算例,分析了使用某国广域增强系统的不同差分信息对定位精度的影响。 其后阐述了接收机自主完好性监测RAIM技术的原理,针对广域增强系统条件下的RAIM算法,详细介绍了GPS/WAAS加权RAIM算法;推导了RAIM应用于GPS测时的T-RAIM计算公式,进行了相关模拟分析。 最后简要介绍了影响广域差分系统可用性的因素及其误差置信模型,给出定位误差保护级别PL的基本计算方法;分析了GPS/WAAS不同频率或频率组合用户改正电离层延迟后的误差特性,并改进了PL值算法。通过MATLAB仿真,对我国GPS/WAAS用户区域可用性进行分析,得到一些有意义的结论。


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