基于超快速星历的GNSS接收机的研究与设计

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:forest_28
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GNSS是全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System)的简称,泛指包括美国的GPS、中国的“北斗”在内的多种卫星导航系统。作为一种高新技术,GNSS在全世界范围内得到了广泛的应用,在工农业生产和国防建设中发挥着巨大的作用。随着社会的发展和进步,世界各国竞相发展自己的导航定位系统,努力在未来的竞争中占有一席之地,导航定位技术已经成为一个国家综合实力的象征。因此,研究GNSS接收机的实现技术及提高定位精度的方法,具有十分重要的实际意义。本文对全球导航卫星系统的现状和应用进行了介绍,对单点定位技术的发展进行了研究,在研究背景的基础上,提出了基于超快速星历来提高GNSS接收机定位精度的设计思路和方法,并设计了具体实现方案。由数据处理中心分析和处理IGS提供的超快速星历,通过数据通讯链路将计算出的卫星轨道、钟差改正数播发给用户,用户端接收机利用所得到的数据计算出精密轨道和钟差,从而达到提高接收机实时定位精度的目的。根据设计方案,采用嵌入式Linux技术搭建了GNSS接收机的平台,选取三星公司的S3C6410作为接收机的主控芯片,对接收机的主要外围模块和接口部分进行了设计。根据接收机的功能需求,选取了HG-TG02型号的GPS/BD模块提供实时精密定位所需的导航电文与原始测量值,并对Linux环境下导航定位原始观测数据的获取和处理进行了设计。选取3G网络作为数据通讯链路方案,选用AD3812作为3G通讯模块,完成3G模块的驱动与拨号配置,利用Socket编程对网络数据的接收与发送进行了设计。在算法方面,本文对几种常见的卫星星历插值算法进行了介绍,分析和比较了不同算法与插值阶数对精度的影响,选取拉格朗日插值法用于超快速星历的插值。此外,本文对星历播发的数据通道、任务类型、报文格式进行了详细的设计。软件方面,在接收机内部实现了原始观测数据与星历数据的融合与处理,解算出定位结果。最后,从数据通讯链路和定位效果方面,对本文的设计方案进行了分析和验证。
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