基于gps北斗卫星的列车导航定位研究

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1、中图分类号：TN967．1UDC：004．7学校代码：10004密级：公开0IIIIIIIIIlUlIIlUlUlIIIIUlY2603057北京交通大学硕士学位论文基于GPS／=jL斗卫星的列车导航定位研究StudyonTrainNavigationandPositioningbasedonGPS／BeiDou作者姓名：邱望智导师姓名：周春月学位类别：工学学科专业：通信与信息系统北京交通大学北尿父逋大学2014年4月学号：11120141职称：高级工程师学位级别：硕士研究方向：通信网络控制学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解

2、北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：坼’谭奄导师签名：签字日期：bf乒年妒月f1目签字日期：为1牛年u月J7日致谢光阴荏苒，岁月如梭，硕士研究生的学习即将结束。回首两年的研究生学习生活，对曾经引导、帮助、激励过我的人，我心中充满了感激。本论文的工作是在我的导师周春月老师的精心指导下完成的。周老

3、师严谨的科研思路、实事求是的治学态度、诲人不倦的敬业精神、对科研工作敏锐的洞察能力是我毕生学习的楷模。经过两年的学习，我不仅在专业知识上有较大进步，更学到了很多为人处事的方法和道理，这些收获必将使我受益终生。能师从周老师，我为自己感到荣幸。在此谨向周老师表示我最诚挚的敬意和感谢!董海荣老师、孙绪彬老师、陈姚老师也对我的科研工作和论文提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢，他们为我的课题研究创造了很好的条件，并给我提供学习与锻炼的机会。在实验室科研工作中，覃高友师兄与高童欣同学给予了我很多帮助；博士生杨晓霞、王千龄、高士根、欧阳任海以

4、及同级的兄弟张少波、毛楚楚、刘敬禹等同学对我论文中的研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。此外，还要感谢我生活学习了六年的母校——北京交通大学，母校给了我一个宽阔的学习平台，让我不断汲取新知，充实自己。最后要特别感谢我的父母在学习和生活上给予我无私的支持，他们是我十多年求学路上的坚强后盾，他们的理解和支持是我不断前进的动力。邱望智于交大电气楼二零一三年十一月北京交通大学硕士学位论文中文摘要中文摘要摘要：全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS)可以为用户提供实时、精确的位

5、置信息，以全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)为代表的卫星导航定位产业在列车定位中获得了广泛应用。北斗卫星导航定位系统是我国自主研制的新一代卫星导航定位系统，其建设和发展对我国列车定位方式产生了重要影响。为适应高速铁路列控系统对列车实时精确定位的迫切需求，提高基于北斗卫星系统的列车定位精度和可靠性具有现实意义。本文在GNSS列车定位理论的基础上，对基于GPS和北斗系统的列车定位技术进行了深入研究，主要工作内容概括如下：(1)研究GPS中频信号的数学模型并利用MATLAB仿真生成中频数字信号；采用并行捕

6、获方法仿真实现GPS中频信号的捕获；根据载波跟踪环和伪码跟踪环的原理与实现方法，对动态环境下的三阶锁相环进行研究，仿真实现GPS载波频率跳变及斜升跟踪。(2)结合北斗卫星三频数据的特点，研究北斗卫星的三频组合方式；采用基于北斗三频相位减伪距的周跳探测方法，选定优化组合观测量，利用北斗卫星三频数据进行周跳探测和修复实验；在北斗载波相位平滑伪距算法中加入权重因子，快速降低平滑噪声，确定不同平滑历元时刻的最优权重因子。(3)分析GPS／zlL2b双模定位中坐标、时间系统的统一方法，在GPS／北斗双模定位系统的原理和数学模型的基石jf{上，对

7、GPS／={t斗双模组合定位方法进行研究，增加了定位卫星信号资源，提高列车定位精度和可靠性，减少对单一导航系统的依赖性；利用GPS／-=fL斗双横加权定位减少信号质量差的卫星信号对定{_奇：结果的影响，提高基于GPS／={h-"b双模系统的列车定位精度。关键词：全球定位系统；列车定位：：IL-：b卫星系统；双模定位；周跳探测；载波相位平滑伪距分类号：TN967．1北京交通大学硕士学位论文ABSTRACTABSTRACTABSTRACT：GlobalNavigationSatelliteSystem(GNSS)canproviderea

8、l-time，accurateinformationaboutpositionfortheusers，andtheindustryofsatellitenavigationandpositioningasrepresen