免费论文：Galileo系统及其定位算法的研究

Galileo系统是世界上第一个专门为民用目的设计的全球性卫星导航定位系统，是一个多国、民建、民控、民用系统。与现在普遍使用的GPS相比，它将更加先进、更加有效、更加可靠。随着Galileo系统的建成，将与现有的GPS互为补充，进一步促进了卫星导航定位市场这一新兴产业的发展。我国已作为主要成员国之一正式加入欧盟Galileo计划，这将促进我国卫星导航事业的快速发展。因此我们要尽早介入Galileo系统建设、尽快开发出具有我国自主知识产权的Galileo设备、最大限度地使我国在Galileo计划中受益。本文从Galileo系统的总体设计及采用的相关新技术出发，分析了导航信号结构，构造了Galileo接收机的总体框架，并对Galileo系统定位算法和Galileo/GPS载波组合相位观测值的应用进行了深入细致地研究。具体进行了以下工作：1 介绍Galileo系统总体结构，具体分析了各个子系统的功能及其组成，并阐述了其所采用的相关新技术。2 详细介绍了Galileo系统提供的各种服务、导航信号的设计方案，包括采用的频率、调制方式以及信号结构。最后与GPS进行比较，分析了Galileo系统的优点。3 从Galileo接收机的总体结构框架出发，结合Galileo系统的特点，给出了基于E2-L1-E1和E5a的双频Galileo接收机的射频前端结构。通过分析各种码和载波捕获跟踪的方法，提出了Galileo接收机捕获跟踪采用的结构以及相应的码和载波捕获跟踪方法。经计算机仿真，证明该捕获跟踪算法是正确的。4 详细论述了测码伪距和测相伪距定位算法，并分析了Galileo系统观测量的主要误差源以及相应的消除方法。5 直接从Galileo接收机输出的定位结果入手，将Galileo系统定位的各种误差源在各方向造成的总误差等效为一个当前均值和一个符合一阶马尔可夫过程的有色噪声的和，然后利用线性卡尔曼滤波进行动态定位数据处理。通过分析各种运动模型，并结合实际机动载体的特点，采用“当前”模型，建立了卡尔曼滤波方程。为防止可能出现的发散问题，采用了一种带次优渐消因子的自适应算法。经过计算机仿真，证明该方法可以较好的解决发散问题，并且实时性和动态性较好。6 对载波组合观测值理论进行了系统地论述，给出了组合载波相位观测值的定义，并对组合载波相位观测值的误差进行了分析。而且定义了筛选组合载波相位观测值的标准，在这些标准的基础上系统地分析了Galileo系统的四个载波与GPS的L2载波的组合观测值模型。通过计算机穷举，给出两组适用于不同情况下的组合载波观测值，并对它们进行了详细地分析。最后提出组合观测值可匹配的概念，给出了组合观测值可匹配的充要条件，为我们今后进行Galileo/GPS载波相位接收机的研制开发打下理论基础。

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