基于北斗卫星导航系统的导航精度模拟分析

发布时间：2017-05-29 09:12

  本文关键词：基于北斗卫星导航系统的导航精度模拟分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：未来空中航行系统的重要组成部分包括通过卫星系统实现对飞机飞行的自动相关监视,识别防撞信息,使用最佳的航路以降低航空运行时间和油量耗损。卫星导航系统将能实现比传统陆基导航更好的导航精度,进而能对飞行实施更安全有效的管制。中国北斗的快速发展带来北斗在民航应用领域的机会。而了解星基导航和飞机飞行的相互作用关系,研究利用中国自主研发的北斗系统在民用航空领域实现高精度的静止状态定位以及运动状态下的相对定位,对北斗系统应用于未来新航行系统的建设有很大的参考价值。本课题通过北斗卫星对飞机飞行轨迹的模拟分析,利用搭建的北斗信号实验平台模拟实现了飞行过程中对飞机位置及其速度的测算以用来分析定位误差。 首先通过北斗卫星导航系统应用及发展的分析,总结了星基导航在民用航空的研究现状及发展动态,并对卫星应用于民用航空所要评估的性能参数进行了研究。 而后详细分析了北斗导航系统的定位方法、坐标系统及时间基准系统等系统原理。对卫星定位过程中的干扰因素进行了分类,详细分析了对流层、电离层及多径效应等引起的误差效应及修正模型。 然后搭建完成了基于GNS8110北斗卫星信号模拟器以及CC50-BG卫星导航模块的卫星导航模拟实验平台,并对实验平台总体框架、数学模型、信号模拟等方面进行了深入细致的研究。 最后分析了塞斯纳172执飞广汉到遂宁飞行过程,并通过实验平台模拟飞行运动轨迹及北斗卫星信号,利用导航模块接收GNS8110发出的模拟真实环境条件下的卫星信号,模拟分析不同环境条件下载体运动精度。通过实验接收信号解码并解析NMEA语句,对比轨迹运动方程和实际接收的数据轨迹来分析导航精度。通过对真实环境中误差影响因素的再现,以及反复实现不同动态的轨迹来进行实验测试及精度分析可以节省直接实测过程中投入的人力和设备以及时间成本。该方法可实际应用于对安装在飞机上的接收机进行重复性的精度测试实验分析。
【关键词】：卫星信号 实验平台 飞行轨迹 模拟 导航精度
【学位授予单位】：中国民用航空飞行学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V249.3
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究的意义10-12
• 1.1.1 我国北斗应用及发展10-11
• 1.1.2 卫星导航与民用航空应用11-12
• 1.2 国内外研究现状及发展动态12-14
• 1.3 本论文的内容安排14-16
• 第2章 北斗导航系统定位原理研究16-31
• 2.1 北斗导航系统构成16-17
• 2.2 测量原理17-30
• 2.2.1 伪距定位法17-18
• 2.2.2 北斗坐标系统18-21
• 2.2.3 北斗系统的时间基准系统21
• 2.2.4 星历参数及卫星位置解算21-25
• 2.2.5 北斗二代定位原理25-30
• 2.3 本章小结30-31
• 第3章 卫星定位系统性能评估研究31-35
• 3.1 导航系统性能评价指标31
• 3.2 系统可用性31-32
• 3.3 系统精度32-33
• 3.4 完好性33
• 3.5 北斗系统连续性33-34
• 3.6 本章小结34-35
• 第4章 误差来源分析及改正研究35-43
• 4.1 对流层模型分析及改正原理35-37
• 4.1.1 萨斯塔莫宁模型36-37
• 4.2 陆地电离层模型37-39
• 4.3 多路径效应引起的误差分析39-40
• 4.4 与导航卫星有关的干扰40
• 4.5 坐标系统选择及用户接收机误差40-42
• 4.6 本章小结42-43
• 第5章 实验平台搭建43-53
• 5.1 实验平台搭建43-45
• 5.2 实验模拟器基本构成及原理45-46
• 5.3 导航接收机设计分析46-49
• 5.4 导航信息电文及编码49-52
• 5.4.1 扩频通信相关理论概述49-50
• 5.4.2 北斗导航电文分析50-51
• 5.4.3 导航电文帧结构编排51-52
• 5.5 本章小结52-53
• 第6章 实验流程及实验分析53-66
• 6.1 飞机飞行轨迹特点分析53-54
• 6.2 数据源解析54-56
• 6.3 实验结果分析56-65
• 6.3.1 机场中心位置静态实验模拟分析57-60
• 6.3.2 匀速运动轨迹模拟实验分析60-64
• 6.3.3 转弯轨迹模拟实验分析64-65
• 6.4 本章小结65-66
• 结论与展望66-68
• 参考文献68-71
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果71-72
• 致谢72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：404600