资源描述：
《基于gps舰船定向算法的分析研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、基于GPS舰船定向算法的分析研究第29卷第2期2007年4月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYVol.29,No.2Apr.,2007文章编号:1672—7649(2007)02—0131—04基于GPS舰船定向算法的分析研究张安洁，张冰蔚(江苏科技大学，江苏镇江212003)摘要:简述了利用GPS载波相位技术进行舰船定向的原理，比较了目前已有的多种定位定向关键技术一一整周模糊度求解的算法，结合各种算法的优缺点,提出了--种适合于舰船定向的整周模糊度方法•该方法结合最小二乘法和LAMBDA法的优点，减少了备选整周模糊度
2、的组合数，并釆用多种约束信息来剔除不正确的模糊度组合,最后给出了系统软件的设计方案.关键词:GPS;载波相位;舰船定向;姿态;整周模糊度中图分类号:i:'228文献标识码:AAlgorithmanalysisforship^SorientationbasedonGPSZHANGAn—jie,ZHANGBing—wei(JiangsuUniversityofScienceandTechnology5Zhenjiang212003,China)Abstract:ThispaperdescribestheprincipleofshiprSorient
3、ationdeterminationusingGPScarrierphasetechnologies.Comparingtheseveralkeytechnologiesofthedeterminationofpositionanddirectionatpresent———thealgorithmofambiguitysolution.andcombiningthemeritsanddemeritsofeachalgorithm,amethodofcalculateambiguityispresented.Thismethodsynthesiz
4、ethemeritsofleast一squaresearchingandLAMBDA,andthenumberofambiguitycandidatesisreduced.Severalconstraintinformationisappliedtoeliminatetheincorrectambiguitycandidates.Atlastsystemdesigningandprogramflowchaaareproposed.Keywords:GPS;carrierphase;ship'Sorientationdetermination;a
5、ttiUide;integerambiguity0引言近年來，随着高精度载波相位精密测量技术研究的进展，以此为基础的GPS定向测姿技术用于舰船定向具有巨大的发展潜力和广阔的应用前景•相比惯性导航系统,GPS定向系统具有结构简单,价格低廉，精度稳定，体积小和工作可靠等优点•利用GPS载波相位动态跟踪技术实现舰船定向将对航海技术的发展产生重要的影响.1GPS载波相位定向系统原理1」差分GPS观测方程的数学模型图1为GPS观测示意图，天线A对卫星的载波相位为…+=4-(+cAt一cA+cA),(l)/I,其中,为天线A对卫星J.的载波相位的实际观测量
6、;为对应的整周模糊度;At为接收机和对GPS系统时的偏差;△为卫星相对GPS系统时的偏差；△为其他因素(多路径效应，电离层，对流层，测量系统)引起的误差;为天线A与卫星_『之间的几何距离.若一基线两端天线A与同时观测第，一『颗卫星时，可得双差方程：1十(一pt)—(一n)+占二一n+占.(2)收稿日期:2006-01—24作者简介:张安洁(1982—)，女，在读硕士研究生，从事GPS定位定向算法研究.132?舰船科学技术第29卷天线AbAa天线B图IGPS观测示意图Fig.lGPSobservationpicture其中为单差方程相减后的残差•
7、天线间单差不同的卫星组成双差方程，可以进一步消除接收机间的钟差,使得观测量屮仅剩载波相位随机观测噪声，因而具有良好的统计特性，是大多数GPS高精度定位及定向应用中的基木模型.1.2GPS基线矢量的解算2个GPS天线的相位组成了一个空间矢量，称为基线矢量•因基线长度远小于天线至卫星的距离，则可以认为同1颗卫星在同一吋刻到主天线的矢量和从天线的矢量是平行的，且卫星到2天线的距离差近似等于由天线A和形成的基线矢量和主天线A到卫星•『的单位矢量的点积,用公式表示如下…：lblcosO=sb.(3)将式⑶代入双差方程得:=_p一n+=4-(—s').b一
8、几,1汁二一？西八一n:+.(4)A通过测量该基线的相对多个GPS卫星的精确载波相位差值，在止确解出整周模糊度的前提下，便可以得到毫米级谋差的精确空间
