论文部分内容阅读
在观测条件不理想的情况下,所能观测到的GPS卫星数目和卫星几何分布通常都不理想,难以满足用户精密定位的需要;在某些极端条件下,GPS接收机甚至无法工作。同时,受电离层、对流层延迟误差等因素的影响,GPS在垂直方向上定位精度较差,其误差通常为水平方向上定位误差的2～3倍。因此,伪卫星成为了解决这些问题的一条有效途径。本文首先对伪卫星定位中的关键问题与误差进行了分析,建立了误差的相对精确模型,并获得了定位误差与伪卫星俯仰角的关系。在此基础上,对伪卫星动态定位技术进行了分析与仿真。通过对伪距量测方程非线性影响因素的分析,可知伪卫星不能像GPS一样,在动态滤波时忽略线性化过程中截断误差的影响,因此不能直接使用线性化后的伪距测量方程进行定位。文中应用扩展卡尔曼滤波(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)方法,对伪卫星单独定位、以伪卫星为主的组合定位和以GPS卫星为主的组合定位三种方式进行了仿真实验,证明了EKF与UKF用于伪卫星动态定位的优越性。然后,本文通过理论推导与仿真,在两个方面了研究了伪卫星对GPS性能的增强作用。一方面,研究伪卫星对GPS定位精度的影响,证明了伪卫星可以减小卫星系统的精度因子(DOP)值,通过仿真实验分别论证了伪卫星的数目、俯仰角与方位角的变化对定位精度的影响,讨论了最佳卫星组合的选择问题并进行了仿真。另一方面,研究伪卫星对GPS系统完善性下的可用性影响,通过仿真实验证明了伪卫星的加入可以使卫星导航系统的垂直保护水平(VPL)降低,提高系统的可用性。