基于软件GPS接收机的最小二乘定向技术研究

利用GPS进行载体航向的确定,需要从整周模糊度解算和航向解算两个方面进行处理。采用改进的最小二乘解算整周法,并利用在GPS软件接收机,对真实卫星数据进行了处理,通过对航向角精度进行分析,对比不同基线长度时的定向结果,证明了该方法的有效性。

现代电子技术} 0 0年第 1 21期总第 3 2 1期

通信与信息技术

基于软件 G S接收机的最小二乘定向技术研究 P张瑜，红磊秦(京航空航天大学电子信息工程学院北京 10 9 )北 0 1 1

摘

要：用 G S进行载体航向的确定，利 P需要从整周模糊度解算和航向解算两个方面进行处理。采用改进的最小二乘

解算整周法，利用在 G S软件接收机，真实卫星数据进行了处理，过对航向角精度进行分析，比不同基线长度时的并 P对通对定向结果，明了该方法的有效性。证 关键词： S软件接收机；向；小二乘法 GP;定最

中图分类号： P 2 . T 28 4

文献标识码： A

文章编号：0 4 3 3 2 1 ) 1 0—0 1 0— 7 X(0 O 0—0 1 3

Re e r h o a tS a e De e m i to l o ih s d o s a c fLe s qu r t r na i n A g r t m Ba e n GPS S fwa e Re ev r o t r c ieZHANG, N Ho ge Yu QI n li( c o l fE e to i a d I f r t n En ie rn, ej g Un v r i fAe o a t sa d Asr n u is B i n 1 0 9, i a S h o lc r nc n n o mai gn e ig B i n ie st o r n u i n to a t, ej g, 0 l 1 Chn ) o o i y c c i

Absr t The ear wo pa t n s l i g t e er i ton oft ari rbym e s i a re tac: r e t rs i o v n he d t m na i he c re a urng c r irpha e ofG PS, s whih a e t e c r h

i t g a e a i u t n e e mi a i n s l to . e s f wa e r c i e p l i g t e l a t s u r l o ih a d v l iy o h n e r t mb g iy a d d t r n to o u i n Th o t r e ev ra p yn h e s q a e ag r m n ai t f t e t da va c m e s pr ve nd i he s t lie d t d n e nti o d by ha

lng t a e l a a.At t a e tm e, he a tce i l e he r o nayss of he h a ng t he s m i t r il ncud s t e r r a l i t e di a l d c p e he r s ls o fe e e gt ft as lne nge an om ar s t e u t fdif r ntl n h o he b e i . Keywor G PS; ofwa e r c ie a tt e de e m i ton;e s qu r g ihm ds: s t r e ev r; tiud t r na i la ts a ealort

取决于 G S天线的配置和多路径影响] P。但是这类0引言

专用设备的主要缺点足其价格和应用的灵活性。 在许多领域，以用 G S来提高或代替以上测姿可 P

在姿态确定中，罗盘可能是最方便的测姿仪器，磁 但在很多地域不能使用磁罗盘。惯性导航系统 (Ns I )在民航飞机、军用飞机、军用舰船、弹等上已得到广泛导

系统。GP S测姿系统的优点是不仅能提供姿态信息，而且能提供绝对的位置信息，且价格便宜。近些年并来，随着一些低成本能提供载波相位的 GP E接收 SO M

的使用，造价高，约了其应用， I但制且 NS漂移误差会随时间积累。它的优点包括高数据率和自主导航]。全球定位系统 ( lb l oio i yt是星基无 G o a P s i n S s m) tn g e

设备的发展， S硬件的成本急剧下降。虽然一些厂 GP商提供专用的 GP S姿态接收机，大多数厂商能提供但非专用的 GP M板，合用来做嵌入式系统，且 SOE适而 GP S姿态测量容易实现冗余技术、障检测和隔离技故术，而这些技术正是保障载体运行的关键技术。利用G S进行姿态测量还具有实时性好，干扰能力强， P抗稳

线电导航系统，具有全球性、天候和连续的精密三维定全位能力】它潜在的测姿能力早在系统设计的初期已被，认识{。1 7 9 8年 C u e n和 MaD rn等人提出了 o msl ma c oa无码接收机的概念 I过适当的布局，,通安装在同一平面

上且不在同一线

上 3个 G S天线， P采用载波相位差分测量，天线之间构成的基线向量能够被精确地测定，因此由 基线所确定的平面姿态也同时被确定。 2 0世纪 8 o年代初期，由于受 GP S硬件性能和昂 贵价格的制约，究人员局限于系统仿真研究。研 进入 2 O世纪 9 0年代，国外各大公司竞相开展 GP S姿态系统的研制和试验，取得了令人瞩目的进展，并其姿态测量精度能达到 0 0。 .。实际精度指标还要 . 3~0 5,收稿日期： 0 9 7—1 2 0—0 9

定性高，本低廉等优点，误差不随时间积累，需实成且无

时校正和经常维护，此非常适合装备于现代化舰艇及因飞行器等载体。

国内的很多研究开展在理论算法研究上，也多是使用国外公司的 GP M采集板，在后端对数据进行 SOE再处理。

本文利用自主研发的双天线软件 GP S接收机作为研究平台，过对最小二乘法的改进算法测定载体航通

向。由于采用了软件接收机，系统灵活性高，法方使算基金项目：家 8 3高技术研究发展计划基金项目国 6( 0 AAl Z 3) 2 09 2 3l

便改进，提高了定向的精度。并