矩阵理论在北斗定位系统中的应用

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面对国际形势越来越动荡,建立我国自主控制的卫星导航系统,开展相关的组合导航定位研究对我国的防御战略有很重要的意义。本文研究的主要内容是用线性最小二乘法对北斗/罗兰C组合导航定位系统进行解算优化。由于北斗/罗兰C组合定位系统的定位问题本质上是线性最小二乘问题,而解决线性最小二乘问题的常用方法有:正规化法、古典迭代法和正交化法等。其中,正规化法以其简单易用且计算量小,得到了广泛应用,但是也有其自身固有的缺点:解的精度和稳定性依赖于目标矩阵的叉积矩阵条件数的平方的大小。针对正规化法的不足,本文将目标矩阵2范数正交不变性考虑进来,并结合改进的Householder法,提出了一种北斗/罗兰C组合导航定位问题的优化改进算法。首先给出了Householder法的基本思想,主要用Householder变换逐步将系数矩阵约化为上三角矩阵。其次,为避免单独求Householder矩阵,采用了递推的Householder算法,提供了一种确定参数的思路,列出了基于QR分解的Householder递推算法。最后,用数值算例进行了验证,结果表明该算法在一定程度上克服了正规化法的固有缺点且提高了解的精确度。该方法同样适用于其它线性定位问题,如GPS定位问题。
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