基於導航衛星的載體姿態測量

《基於導航衛星的載體姿態測量》是2015年4月出版的一本圖書，作者是茅文深、常傳文、夏娜。

基本介紹

• 書名：基於導航衛星的載體姿態測量
• 作者：茅文深、常傳文、夏娜
• ISBN：9787118099423
• 類別：工業技術
• 頁數：179
• 定價：58.0元
• 出版社：國防工業
• 出版時間：2015-04-01
• 裝幀：平裝
• 開本：16開

內容簡介

本書系統、深入地討論了導航定位系統的基礎知識，同時研究了利用導航衛星進行載體姿態測量的相關技術。主要內容包括：導航衛星系統的基礎知識、定位算法、載體姿態測量原理、雙頻姿態測量算法、組合測姿、信號獲取和數據處理、硬體測姿系統等。本書可以作為有關院校衛星導航定位與載體姿態測量專業的本科生高年級和研究生的教材，而且是所有有關載體姿態測量的工程技術人員和科技工作者都應該配備的參考書，對於本書中提及但未能充分展開討論的許多方法、技術，可以作為碩士生、博士生的研究課題。

目錄

第1章概論1

1.1導航衛星系統組成1

1.1.1空間星座部分1

1.1.2地面監控部分2

1.1.3用戶設備部分3

1.2各國衛星導航系統概況5

1.2.1全球定位系統5

1.2.2歐盟“伽利略”系統7

1.2.3俄羅斯“格洛納斯”系統8

1.2.4中國“北斗”衛星導航系統9

1.3衛星導航系統的套用11

1.4載體姿態測量方法14

1.4.1慣性測姿15

1.4.2基線矢量測姿15

1.4.3導航衛星的測姿17

1.4.4組合測姿18

1.5基於導航衛星的載體姿態測量套用19

第2章基於導航衛星的姿態測量基礎知識20

2.1衛星信號和導航電文20

2.2衛星信號誤差源分析23

2.2.1衛星信號源誤差23

2.2.2衛星傳播途徑誤差24

2.2.3衛星接收機誤差25

2.3導航衛星觀測方程25

2.3.1偽距測量的觀測方程26

2.3.2載波相位測量的觀測方程27

2.3.3觀測方程的線性化29

2.4導航衛星定位方式31

2.4.1導航衛星定位方式分類31

2.4.2導航衛星載波相位相對定位32

2.5坐標系及其轉換36

2.5.1常用的坐標系36

2.5.2常用坐標系之間的轉換38

2.6載體姿態測量原理40

2.6.1單基線姿態測量原理41

2.6.2雙基線姿態測量原理43

2.7天線配置43

2.7.1天線配置方法44

2.7.2天線配置方案對姿態的影響45

2.8姿態估計誤差分析47

2.8.1姿態角估計方法分類47

2.8.2最小二乘估計偏差分析47

2.9基於載波雙差方程的直接歐拉角解算方法49

2.9.1姿態測量觀測方程建立49

2.9.2姿態解算模型建立50

2.9.3最小二乘估計姿態角51

2.9.4解算誤差分析52

第3章載體姿態測量模糊度求解54

3.1整周模糊度求解常用方法54

3.1.1基於測量域的整周模糊度求解55

3.1.2基於觀測域的整周模糊度求解55

3.1.3基於位置域的整周模糊度求解55

3.1.4基於模糊度空間的整周模糊度搜尋56

3.2蟻群進化算法的整周模糊度求解57

3.2.1蟻群進化算法介紹57

3.2.2利用最小二乘估計法求整周模糊度浮點解58

3.2.3基於蟻群進化算法的搜尋整周模糊度固定解59

3.2.4算法偽代碼描述及實驗結果61

3.3粒子群最佳化算法的整周模糊度逆向求解65

3.3.1粒子群最佳化算法介紹66

3.3.2粒子群最佳化算法搜尋基線初始姿態角66

3.3.3逆向求解整周模糊度68

3.3.4粒子群最佳化算法描述及實驗結果69

3.4模糊度檢驗73

3.4.1常用的模糊度檢驗法73

3.4.2基線航向角層次校驗法74

第4章基於雙頻接收機的載體姿態測量76

4.1多頻測量值組合76

4.2雙頻傳統組合方式79

4.3雙頻解算方法81

4.3.1直接雙頻解算法81

4.3.2多頻整周模糊度算法83

4.3.3“北斗”雙頻MTRC算法84

4.3.4“北斗”雙頻BFR-3DS2算法87

4.3.5LAMBDA算法和TCAR算法相結合89

第5章導航衛星與慣性導航組合的姿態測量90

5.1慣性導航系統概述90

5.1.1慣性感測器技術91

5.1.2慣導系統測姿原理92

5.1.3GNSS/INS姿態融合93

5.2捷聯式慣導系統94

5.2.1捷聯式慣導系統基本原理95

5.2.2捷聯式導航姿態求解96

5.2.3系統誤差方程建立99

5.3GNSS/INS組合導航數據處理101

5.3.1GNSS/INS松組合系統方法101

5.3.2GNSS/INS緊組合系統方法103

5.3.3GNSS/INS深組合105

5.4GNSS/INS組合導航誤差分析及其改進措施106

5.4.1GNSS誤差模型106

5.4.2INS誤差模型109

5.4.3GNSS/INS接收機位置誤差模型 113

5.4.4利用INS加速度輔助GNSS信號跟蹤113

5.4.5實時INS校準115

第6章衛星信號的獲取及預處理118

6.1接收機數據格式118

6.2載體姿態測量所需的數據119

6.3數據預處理124

6.3.1數據粗差的剔除124

6.3.2基於小波變換的數據去噪126

6.4周跳探測與修復128

6.4.1周跳概述128

6.4.2常用周跳探測和修復法132

6.4.3基於序列學習的周跳探測與修復136

第7章嵌入式載體姿態測量系統的設計141

7.1系統總體設計141

7.2嵌入式硬體設計142

7.2.1慣性測姿模組142

7.2.2GPS測姿模組143

7.2.3處理器模組144

7.2.4數字傾角儀模組147

7.2.5串口通信模組147

7.2.6人機接口模組149

7.2.7電源模組149

7.3嵌入式軟體設計151

附錄GPS術語及定義155

參考文獻176"