伪卫星和多系统GNSS融合定位方法研究文献综述

 2022-09-24 11:09

文献综述(或调研报告):

本课题主要涉及GNSS卫星位置解算、伪卫星定位非线性计算和伪卫星与多系统GNSS融合定位算法研究,本节将相关的算法进行陈述。

1、GNSS卫星位置解算

GNSS 是利用到达时间(TOA)测距原理来确定用户的位置,GNSS 接收机接收到可见卫星的信号后,将对这些卫星信号进行如下两方面的信号与数据处理:一方面,精确地测量出各个信号上伪码的相位,从而获取以卫星时间计量的信号发射时间,用接收机接收到信号的时间减去每颗卫星发射信号的时间乘以光速c ,可计算出每颗卫星到接收机的伪距值;另一方面,解调出各个信号上的导航电文数据码,从导航电文数据码中,得到卫星的运行轨道参数,通过卫星的运行轨道参数,计算出信号发射时刻,卫星的在轨空间坐标。在定位计算中,需要用到 4颗及其以上的卫星,根据伪距测量值列出4个及其以上的非线性方程组,通过最小二乘法或牛顿迭代法等算法来求解方程组中四个未知数,求得 GNSS接收机的位置[1]。

(1)绝对定位相关算法

a、牛顿迭代法:首先给出一个初始估计值,设定一个结果判断值,然后在初始估计值处对非线性方程组线性化,得到线性化的结果值与结果判断值进行对比,如果达到定位精度要求,则结束迭代,否则将线性化结果值作为新的估计值,继续重复以上迭代过程,直到解出的值可以满足定位精度的要求为止。

b、最小二乘法:设定初值,用迭代得到的解不断更新初值,从而求解出未知数的值,得到定位的结果。在迭代过程中,需要判断结果是否收敛到设定的精度,如果到达某一精度值,则取最新的迭代结果值作为定位结果,然后停止迭代;否则,迭代次数加 1,继续从开始处进行新的一轮迭代计算。迭代过程需要设定一个门限值,用来判断迭代过程是否结束,如果定位结果收敛到这个门限值范围内,达到定位精度要求,则可以停止迭代运算。

c、遗传算法: 遗传算法是一种随机搜索的算法,根据自然选择和遗传机理进行运算,开始随机产生初始解,以种群为基础进行搜索,设定参数空间,用来存储解算编码空间,用

阈值来保留适合生存的个体,通过遗传操作,进行选择、交叉、变异运算。在迭代过程中,通过交叉或变异运算,选择出若干的个体,把选择出若干个体作为下一代群体,进行继续进化,经过反复运算后,得到最优个体。

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