论文部分内容阅读
GNSS定位系统有着覆盖范围广、全天候、高精度定位的优点,但是在室内和地下等GNSS信号被遮蔽的环境中,卫星信号衰落严重而导致可见星数目严重不足,这限制了GNSS系统的应用范围。伪卫星技术不仅可以作为GNSS系统的补充,更可以作为一个独立系统,在GNSS信号无法覆盖的区域中实现独立定位,从而实现GNSS系统的室内外无缝定位。 本文研究的目的是构建一个高精度室内定位系统的雏形,包括GNSS发射机和GNSS接收机两大部分。首先,本文从GPS与RTK原理出发,对GPS接收机的原始观测量和定位算法做了研究与分析,提出了采用载波相位测距和基于到达时间差的CHAN定位算法相结合的接收机设计思路。同时研究了GPS与RTK的电文结构,在GPS电文的基础上研究并提出了一种适用于伪卫星系统的导航电文设计。 其次,参阅大量文献资料,在DSP+FPGA的平台上开发了伪卫星发射机与伪卫星接收机的基带部分,并完成了相应的外围模块的设计与制作。本设计中的伪卫星发射机能覆盖目前所有GNSS信号频点,且功率可调。此外,针对伪卫星的特点,修改了原有的人机交互界面,提升了用户体验,方便用户设定应用场景。 第三,通过阅读大量文献资料,研究了接收机的载波环和码环,并针对伪卫星系统的远近效应问题做了深入研究,修改了原有接收机跟踪通道设计,使接收机能适应伪卫星系统。同时对载波相位定位中特有的周跳问题进行了细致的研究,结合实际应用,使用软件的方式在接收机上实现了对周跳的探测与修复。 最后,通过实验的方式验证了本设计的正确性,并分析了定位精度,在静止与运动过程中,接收机的定位精度始终可以达到厘米级。