高精度导航系统伪卫星关键技术研究

admin · 发表于昨天 23:05

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在室内应用环境中，由于卫星信号被遮挡，无法利用卫星信号进行定位。伪卫星作为一种有效的解决方案，发射用于导航定位的载波信号，可实现对移动载体的高精度定位。作为航天五〇二所空间智能控制技术国防科技重点实验室室内高精度定位系统项目的关键技术，本文主要对伪卫星子系统进行研究，包括伪卫星的布局、伪卫星自身位置的精确标定和伪卫星子系统的时间同步。本文首先描述了该室内高精度定位系统，分析了室内定位系统的误差源以及本论文所研究内容的必要性；对决定室内定位精度的伪卫星布局展开研究，针对本文中的室内应用环境，通过分析伪卫星布局的一般原则，分别仿真了三种布局方案的GDOP，并综合考虑远近效应、非线性误差和多径效应对定位的影响，确定了室内伪卫星布局的最佳方案。其次，研究与仿真验证了室内伪卫星位置精确标定的方法。本文研究了两种室内伪卫星位置的高精度估计方法，分别利用校验点处载波相位双差观测量和载波相位双向测距技术，基于加权最小二乘估计，实现伪卫星位置的精确标定。通过仿真验证了两种方法的标定精度，仿真实验结果表明应用这两种方法对伪卫星的定位精度均可达到mm级。此外，对这两种方法的异同及优劣进行了分析。最后，研究与仿真验证了室内伪卫星子系统的时钟同步方法。针对室内应用场景，确定了时钟同步方案。应用载波相位双向测距技术，通过设计卡尔曼滤波器，对伪卫星相对钟差进行实时估计，实现伪卫星子系统时钟的高精度同步。仿真实验结果表明，利用该方法可以实现室内伪卫星子系统的时钟同步，同步精度可达0.005ns，在载体运动范围内，时钟同步误差导致的平面定位误差在0.19~0.25cm之间。通过本文的研究，确定了室内伪卫星布局方案，提出了伪卫星位置精确标定以及时钟同步的方法，通过仿真验证了本文所研究方法的可行性，对实现高精度室内定位技术具有参考价值。

高精度导航系统伪卫星关键技术研究

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