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GNSS技术自上世纪出现以来,已经得到了极大的发展,而GNSS姿态测量作为其重要的组成部分更是得到了各领域的关注,相比于基于惯性导航系统开展的姿态测量,GNSS姿态测量在各领域的应用中有着更多显著的优点,如成本低,精度高,受环境影响较小且误差不跟随时间进行积累等,因此可以为载体提供长时间的姿态信息,但是因卫星载波信号易受传播误差和电磁干扰等影响,使得解算得到的姿态角精度大受影响,因而设计高效的姿态测量算法并尽量减少误差的影响等研究更显得尤为重要,基于GNSS技术本文针对姿态测量中出现的问题,重点研究以下几个方面:
建立定位观测模型,基于观测模型进行载体姿态测量的原理和模型研究,对姿态测量过程中的坐标系转化,姿态参数进行深入研究,研究直接法,最小二乘法,最优估计法等姿态测量算法模型。
深入研究整周模糊度固定和姿态解算算法,对比传统的LAMBDA算法,提出了基于鸡群优化算法的解算模型,以完成快速的整周模糊度搜索和姿态角解算,同时,基于基线长度和相对位置等先验约束信息进行直接的姿态矩阵解算,提出基于正交约束的姿态解算新算法,消除解算步骤中的多余误差,提高解算的效率和精度。
研究姿态解算过程中出现的周跳误差,进行有效的校正解算,结合传统AFM算法对周跳不敏感以及不需要初始模糊度等优点,提出一种基于AFM辅助的姿态解算算法,解决解算过程中出现的跳变误差,并在此基础上通过直接法与最小二乘法对解算结果进行验证和对比。
最后,利用单基线和双基线下的静态和动态实验进行算法性能测试,在设置好实验载体的前提下,对通过静止和运动载体平台接收到的GNSS数据进行初步处理,再通过算法的数据解算得到姿态角以及精度情况,实验结果表明,针对不同场景的各姿态解算算法都能够有效提高姿态解算精度和可靠性。
建立定位观测模型,基于观测模型进行载体姿态测量的原理和模型研究,对姿态测量过程中的坐标系转化,姿态参数进行深入研究,研究直接法,最小二乘法,最优估计法等姿态测量算法模型。
深入研究整周模糊度固定和姿态解算算法,对比传统的LAMBDA算法,提出了基于鸡群优化算法的解算模型,以完成快速的整周模糊度搜索和姿态角解算,同时,基于基线长度和相对位置等先验约束信息进行直接的姿态矩阵解算,提出基于正交约束的姿态解算新算法,消除解算步骤中的多余误差,提高解算的效率和精度。
研究姿态解算过程中出现的周跳误差,进行有效的校正解算,结合传统AFM算法对周跳不敏感以及不需要初始模糊度等优点,提出一种基于AFM辅助的姿态解算算法,解决解算过程中出现的跳变误差,并在此基础上通过直接法与最小二乘法对解算结果进行验证和对比。
最后,利用单基线和双基线下的静态和动态实验进行算法性能测试,在设置好实验载体的前提下,对通过静止和运动载体平台接收到的GNSS数据进行初步处理,再通过算法的数据解算得到姿态角以及精度情况,实验结果表明,针对不同场景的各姿态解算算法都能够有效提高姿态解算精度和可靠性。