姿態(tài)測量是GPS測量的一個重要分支,因為GPS有著高精度,全天侯,低成本等諸多優(yōu)點,使GPS在測姿等領(lǐng)域的應(yīng)用得到廣泛關(guān)注。GPS中的相位觀測量可實現(xiàn)高精度的定位和姿態(tài)測量,然而有時觀測衛(wèi)星數(shù)不夠多,模糊度固定成功率很低,使姿態(tài)解算效果不好。當基線長度固定時,基線長將作為一個高精度的觀測量,輔助模糊度的固定。本文針對短基線約束下的模糊度固定問題,提出了基線長非線性約束的模糊度搜索方法,大大提高了模糊度固定成功率,也對應(yīng)提高了基線的測量精度。在姿態(tài)解算算法上,主要研究了TRIAD和QUEST兩種算法,并對比這兩種算法在解算雙基線姿態(tài)時的關(guān)系。本文的主要研究內(nèi)容是多天線姿態(tài)GPS解算算法,解算過程分為兩步:先完成模糊度固定,再實現(xiàn)姿態(tài)解算。針對模糊度固定方法這一部分,本文研究了超短基線約束下的模糊度固定方法,由于基線長度太短,通過基線長度建立的線性模型直接求解效果不理想,因此考慮采用基線長的非線性模型搜索模糊度,提高模糊度固定的成功率。針對姿態(tài)矩陣解算方法方面,本文研究了TRIAD和QUEST算法,文中對比分析了這兩種算法,深入探究了兩種算法及其之間的聯(lián)系,得到兩種算法等效時的解算條件。通過實測數(shù)據(jù)驗證本文提出的超短基線約束下的模糊度搜索方法,為對比實驗效果,與無基線下約束的LAMBDA算法和基線長線性約束下的LAMBDA算法作相比,模糊度固定成功率提高30%-40%,因此也相應(yīng)提高了基線精度。對于有一條基線精度不高時的雙基線姿態(tài)解算,本文通過實測數(shù)據(jù)驗證了:1)TRIAD算法解算精度對主矢量的依賴性,并通過改進算法,解決了TRIAD算法的依賴性問題,提高了測量精度;2)TRIAD與QUEST算法效果相當時,兩條基線在精度上滿足的特殊條件。對于全部基線都是高精度解算,姿態(tài)解算精度一般都很高,但在實際GPS姿態(tài)測量中,不是所有基線解算精度都很高,本文為一條基線精度不高時,雙基線姿態(tài)的高效解算提供了理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P228.4

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本文編號：2290236