独立伪卫星条件下的导航定位性能仿真分析.pdf

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1、第34卷第1期测绘科学与工程Vo1．34．No．12014年2月GeomaticsScienceandEngineeringFeb．2014独立伪卫星条件下的导航定位性能仿真分析郭睿，刘利，唐波，苏冉冉，邓军1．北京卫星导航中心，北京，100094；2．第一测绘导航基地，北京，100042【摘要】针对隧道、矿井和室内等特殊用户，提出了基于伪卫星的导航定位及授时服务模式，设计与论证了伪卫星的布站方案，并利用仿真数据完成了独立伪卫星条件下地面和空中用户定位及授时精度的分析与论证。分析结果表明：在8颗左右的伪卫星布站条件下，可以实现高精度的水平定位和授时服务，地面用户的HDOP

2、可以达到1．8左右．TDOP可以达到2．1左右，水平定位精度优于1．5m，授时精度优干6．3ns。【关键词】卫星导航；伪卫星；定位；授时；几何精度因子【中图分类号】P223【文献标志码】ASimulationAnalysisofNavigationandPerformancePositioningBasedonIndependentPseudolitesGuoRui，LiuLi，TangBo，SuRanran，DengJun1．BeringSatelliteNavigationCenter，Beijing100094，China2．TheFirstSurveying，Ma

3、pping＆NavigationBase，Beijing100042，ChinaAbstractThepositioningandtimingservicemodesbasedonindependentpseudolitesareproposed，aimingatbeingusedintunnels，minesandin—doors．Thepseudolitesdeploymentschemeisdesignedanddemonstrated．Withsimulationdatathe。positioningandtimingaccuracyisanalyzedandde

4、monstratedforgroundandaerialusers．Theresultsshowthat8pseudolitesalerequiredtorealizehighaccuracyhorizont~positioningandtimingservice．TheHDOPforgroundusersmayreachabout1．8，ac—cordinglythehorizontalpositioningaccuracymayreach1．5meters．TheTDOPforgroundusersmayreachabout2．1，accordinglythetimi

5、ngaccuracycouldreach6．3ns．Keywordssatellitenavigation；pseudolite；positioning；timing；geometricdilutionofprecision收不到GPS信号，几何配置不当的缺陷将会更加1引言突出，导航定位和授时精度将受到影响⋯。传统的差分GPS能够提供较好的导航和定在一些特定地区(如矿井、隧道和室内)无法位精度，但不能克服由于卫星星座几何图形不佳接收GPS信号，使导航定位的应用受到限制。战而造成的缺陷，对于目前GPS卫星的配置方案，争中敌方的GPS干扰机可能破坏GPS信号，以至一旦有一颗卫

6、星发生故障，或者由于某种原因接影响GPS的应用。另外，在室内工厂自动化控收稿日期：2013—12—06。基金项目：国家自然科学基金资助项目(41204022)；第5批中国博士后科学基金特别资助项目；国家高技术研究发展计划资助项目(2013AA122402)。作者简介：郭睿(1982一)，男，工程师，主要从事卫星导航数据处理和精密定轨研究。56郭睿、刘利、唐波、苏冉冉、邓军：独立伪卫星条件下的导航定位性能仿真分析第1期制、空间飞行器着陆、火星导航和意外事故的监测测量误差可分为卫星部分、传播过程部分和预报等方面都有导航定位需求，需要像GPS那样接收机部分，它与GPS测量误差存

7、在很多共性。高精度的导航定位服务J。但伪卫星在低空或地面，其测量的误差又有特殊为解决上述问题，伪卫星技术应运而生，它是性，主要是：1)传播过程部分不存在电离层延迟将GPS导航信号发射机装在飞机或安置在地面，误差；2)如果伪卫星位于地面，测量结果中不存代替GPS卫星来进行导航定位，其实质仅仅是差在卫星轨道误差的影响；3)存在远近距离效应影分GPS应用的特殊方案。响；4)多路径效应的影响更加复杂。远近距离效在导航定位方面，伪卫星具有较大的优势。应和多路径效应，直接影响伪卫星信号的接收和它几何图形稳定、信号功率强，可适用于山区、矿导