【摘 要】
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利用卫星进行导航定位,是全球范围内最常使用的定位方式。迄今为止,卫星导航系统广泛应用于各个领域:对海上行驶的船舶进行跟踪,在船舶发生故障时可以快速定位、救援;对城市
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利用卫星进行导航定位,是全球范围内最常使用的定位方式。迄今为止,卫星导航系统广泛应用于各个领域:对海上行驶的船舶进行跟踪,在船舶发生故障时可以快速定位、救援;对城市汽车行程路线进行规划,有效避开拥堵路段;各种等级的大地测量、无人机遥感、山体形变监测等,以GPS为代表的卫星导航定位系统已在我国国民生活中占据极其重要的位置。GPS系统在向地面发射信号时,会遇到卫星钟差、星历误差、地球外大气层对信号传输影响、GPS用户接收机自身钟差以及测量噪声等各种误差干扰,从而降低接收机定位精度。随着物联网的兴起,新型物联网设备对卫星导航定位设备模块的需求迅速增长。由于种种限制,低成本的GPS定位设备水平定位精度通常在4-5米左右,无法满足物联网设备应用需求,而传统差分GPS设备尽管定位精度高,但其较大的体积和质量无法装载到一些嵌入式设备上,且高昂的价格让普通用户也难以承受。针对上述问题,本文综合考虑硬件价格、体积、功耗、通用性以及系统升级难易程度,设计和实现了一款低成本实时差分定位系统,主要工作如下:1)分析了目前国内外差分设备的发展情况,并分别阐述了单频伪距差分、载波差分的基本原理;进一步给出了采用多普勒法解决载波周跳问题、采LAMBDA法解决载波差分整周模糊度现象。2)完成对UBX数据的解码,可以实时获得原始观测数据并计算卫星坐标;对RTCM数据进行解码以获得差分校正数据,最后在嵌入式设备上实现了上述两种差分定位方式并给出定位精度分析。3)针对差分定位过程中出现的差分延迟问题给出解决方案;针对通讯突然中断现象进行了相关设计,在差分信号中断后自动切换为单点定位以确保系统的正常使用。
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