Повышение точности местоопределения приемника сигналов ГНСС при изменении режима работы

• Автор: Никитин, Дмитрий Павлович
• Шифр специальности: 05.12.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 136 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1 Анализ существующих методов повышения точности пространственных параметров, полученных при навигационных измерениях
1.1 Глобальные навигационные спутниковые системы, сравнительный анализ основных характеристик
1.1.1 Космический сегмент
1.1.2 Наземный сегмент
1.1.3 Потребительский сегмент
1.2 Режимы работы приемника при использовании глобальных навигационных спутниковых систем
1.3 Анализ существующих методов для повышения точности определения координат
1.3.1 Факторы, влияющие на точность местоопределения
1.3.2 Обзор применяемых методов для сглаживания первичных оценок
координат
1.3.3 Метод определения фазовых приращений координат
1.3.4 Определение направления движения объекта
Выводы по главе
Глава 2 Исследование и разработка методов для повышения точности местоопределения
2.1 Задача обработки первичных оценок координат
2.1.1 Применение теории оценивания случайных процессов для обработки навигационных измерений

2.1.2 Использование фильтра Калмана для совместной обработки навигационных измерений
2.1.3 Выбор критериев качества для навигационных решений
2.1.4 Фильтр Калмана для равноточных навигационных наблюдений
2.1.5 Сглаживающие фильтры
2.2 Расчет приращений позиции по фазовым измерениям
2.2.1 Математическая модель фазовых измерений
2.2.2 Формирование и решение системы нелинейных уравнений
2.3 Оценка направления движения объекта
2.3.1 Определение направления движения по результатам навигационных измерений
2.3.2 Фильтрация первичной оценки направления движения объекта
2.3.3 Модификация ФК для фильтрации циклической величины
2.3.4 Метод фильтрации направления движения объекта
Выводы по главе
Глава 3 Имитационное моделирование сглаживающего контура
3.1 Задача имитационного моделирования навигационных измерений и выбор имитационной среды
3.2 Моделирование первичных оценок координат навигационного приемника
3.2.1 Анализ измерений навигационного приемника для выбора модели ошибок
3.2.2 Метод формирующего фильтра для моделирования первичных оценок координат
3.3 Моделирование фазовых приращений координат навигационного приемника
3.3.1 Анализ ошибок приращений фазовых измерений

3.3.2 Применение Винеровского процесса для моделирования ошибок приращений координат
3.4 Имитационное моделирование с использованием алгоритмов обработки первичных измерений
3.5 Анализ результатов имитационного моделирования
Выводы по главе
Глава 4 Экспериментальное исследование сглаживающих фильтров
4.1 Методика проведения натурных экспериментов
4.2 Постановка экспериментов для оценки точности местоопределения

4.2.1 Статические эксперименты
4.2.2 Кинематические эксперименты
4.3 Результаты экспериментов по оценке ошибок местоопределения
4.3.1 Результаты статических экспериментов
4.3.2 Результаты кинематических экспериментов
4.4. Постановка и результаты экспериментального исследования работы модифицированного ФК для фильтрации направления движения
объекта
Выводы по Главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Текст программы «Моделирование первичных оценок координат»
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Текст программы «Обработка первичных оценок координат сглаживающими алгоритмами»

обстоятельство подтверждает перспективность данного направления исследований.
1.3.2 Обзор применяемых методов для сглаживания первичных оценок координат
Из литературы [18, 22] известен метод получения сглаженных оценок координат с использованием сглаживающего фильтра с целеуказаниями от приращений координат, полученных по приращениям измерений полных фаз (ПФ) - фазовых приращений координат [23]. Такой фильтр с фиксированной полосой в первую очередь предназначен для потребителей, заинтересованных в использовании наиболее простого и не дорогого навигационного приемника для измерения координат в кинематике. Однако в случае работы навигационного приемника в разных режимах местоопределения, обработка первичных оценок координат таким фильтром не обеспечивает высоких точностных характеристик, так как, например, дифференциальные режимы работы навигационного приемника имеют отличные от режима абсолютной навигации статистические характеристики ошибок местоопределения и требуют изменения параметров фильтра для увеличения точности местоопределения.
Применение фильтра Калмана (ФК) для обработки первичных оценок координат также широко используется и описано в литературе [24, 25]. С помощью ФК возможно получение сглаженных навигационных решений, однако существуют проблемы использования ФК в сложных условиях из-за несоответствия поведения реального процесса и выбранной модели. В таких ситуациях ФК является не устойчивым к резкому изменению условий работы, а при задании модели поведения оцениваемого процесса в виде белого гауссова шума теряет свои преимущества по качеству получаемой оценки по сравнению, например, с методом наименьших квадратов (МНК).