基于双星系统的伪卫星无源区域定位研究
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摘要
本文系统地讨论了基于双星的伪卫星无源区域定位系统的定位理论以及方法。
双星系统是我国自行设计的区域卫星导航定位系统。由于其定位过程是有源主动定位，容易受到干扰。因此，在现有的系统能力基础上，合理配备伪卫星基站，实现区域性的无源定位具有重要意义。
本文提出了一种基于双星的伪卫星无源区域定位系统，即设置适当伪卫星系统，增加观测量，利用伪距测量方法定位，从而实现系统的无源被动定位。本文首先讨论了系统的定位原理以及定位方法，通过仿真分析比较了双星系统增强前后定位精度的改进，详细分析了影响伪卫星基站布站的几个因素，确定了基站的布站方案。然后分析了系统的几种主要误差源，讨论了它们对定位结果的影响特点。最后研究了系统中的同步问题以及远近场效应，提出了初步解决方案。
理论分析和模拟仿真表明系统是有效可行的。
The theory and method of the region passive pseudolites positioning based on geostationary satellite positioning system are systematically discussed.
The geostationary satellite positioning system of China is region satellite navigation system. The system is easy to be jammed as a result of active positioning mode. Therefore, it is very significant to find the way of realizing passive positioning.
A method of the region passive pseudolites positioning based on geostationary satellite positioning system is presented. Firstly, the positioning theory and method are discussed and the positioning accuracy is analyzed. Following that, several factors that affect the position of pseudolites are discussed. Then the error analysis is given in several cases. In the end, some concrete problems such as far/near problem and synchrolite problem are discussed.
Theoretical analysis and some numerical simulation are also given to show its validity and feasibility.
双星系统是我国自行设计的区域卫星导航定位系统。由于其定位过程是有源主动定位，容易受到干扰。因此，在现有的系统能力基础上，合理配备伪卫星基站，实现区域性的无源定位具有重要意义。
本文提出了一种基于双星的伪卫星无源区域定位系统，即设置适当伪卫星系统，增加观测量，利用伪距测量方法定位，从而实现系统的无源被动定位。本文首先讨论了系统的定位原理以及定位方法，通过仿真分析比较了双星系统增强前后定位精度的改进，详细分析了影响伪卫星基站布站的几个因素，确定了基站的布站方案。然后分析了系统的几种主要误差源，讨论了它们对定位结果的影响特点。最后研究了系统中的同步问题以及远近场效应，提出了初步解决方案。
理论分析和模拟仿真表明系统是有效可行的。
The theory and method of the region passive pseudolites positioning based on geostationary satellite positioning system are systematically discussed.
The geostationary satellite positioning system of China is region satellite navigation system. The system is easy to be jammed as a result of active positioning mode. Therefore, it is very significant to find the way of realizing passive positioning.
A method of the region passive pseudolites positioning based on geostationary satellite positioning system is presented. Firstly, the positioning theory and method are discussed and the positioning accuracy is analyzed. Following that, several factors that affect the position of pseudolites are discussed. Then the error analysis is given in several cases. In the end, some concrete problems such as far/near problem and synchrolite problem are discussed.
Theoretical analysis and some numerical simulation are also given to show its validity and feasibility.
引文
[01]H. Stewart Cobb GPS PSEUDOLITES:THEORY, DESIGN, AND APPLICATION dissertation submitted to the department of aeronautics and astronautics and the committee on graduate studies of Stanford University. In partial fulfillment of the requirements for the degree of DOCTOR of philosophy 1997.4
[02]吴广华，张杏谷．卫星导航 北京：人民交通出版社 1998年
[03]刘大杰等．全球定位系统(GPS)的原理与数据处理．上海：同济大学出版社．1996．8
[04]董绪荣等．GPS／INS组合导航定位及其应用．长沙：国防科技大学出版社．1998．6
[05]干国强．导航与定位——现代战争中的北斗星．北京：国防工业出版社．2002．2
[06][美]Elliott D.Kaplan.GPS原理与应用．北京：电子工业出版社，2002．8
[07]徐绍铨．GPS测量原理及应用．武汉：武汉大学出版社．2003．1
[08]刘利．基于道路的双星定位研究．解放军信息工程大学硕士论文．2001．4
[09]杨力．大气对GPS测量影响的理论与研究．解放军信息工程大学硕士论文．2001．4
[10]张正明．辐射源无源定位．西安电子科技大学博士论文．2000．10
[11]易维勇．惯性导航及组合导航研究及仿真．解放军信息工程大学硕士论文．2002．4
[12]李东．区域信标／差分GPS组网导航技术研究．西北工业大学硕士论文．2001．4
[13]郭勇．双星定位系统扩频信号捕获跟踪及相关技术研究．西南交通大学硕士论文．2002．4
[14]陈刘成．卫星导航及相关技术研究和实现．解放军信息工程大学硕士论文．2002．4
[15]刘广军．组合导航系统的数据处理与仿真．解放军信息工程大学博士论文．2002．5
[16]浦江．GPS快速静态相对定位理论的研究与实践．辽宁工程技术大学硕士论文．2002．1
[17]栗瑞江．低成本SINS／GPS组合导航系统研究．西北工业大学硕士论文．2001．3
[18]张常云．三星定位原理研究．航空学报，第22卷，第2期 2001．3
[19]孙国良，丁子明．双星系统工作方式改进的探讨．电子学报，第29卷，第9期．2001．9
[20]陈端阳，张万松．利用双星导航定位系统实现飞机无源定位研究．空军第一研究所
[21]薛丽．双星定位入站信号中同步头序列的检测．中国空间科学技术，第2期．1995．4
[22]郝燕玲，陈实如，徐定杰．陆基增强／双星定位组合系统．哈尔滨工程大学学报，第23卷，第1期．2002．2
[23]刘会杰，张乃通．基于双星系统的单向授时技术研究．遥测遥控．2002．5
[24]邓强，黄顺吉．基于伪卫星的提高GPS垂直定位精度的研究．电子学报，第25卷，第3期．1997．3
[25]易润堂．利用双星系统建立初级数据中继卫星系统(TDRSS)的探讨．电讯技术，第35卷，第2期．1995．4
[26]姜昌．区域性无源三维导航定位系统研究．遥测遥控，第20卷，第1期，1999．1
[27]于耕，王海芳．一种基于双星系统的导航定位新方法在CNS／ATM中的潜在应用．电子学报，第29卷，第12期．2001．12
[28]籍利平．基于北斗导航卫星的伪卫星技术在区域定位中的应用．测绘科学，第27卷，第4期，2002．12
[29]贺鹏．用GPS实现分布式控制系统的时间同步．三峡大学学报，第23卷，第1期．2001．2
[30]刘敬锋，王永澄，尤鸣翔．区域卫星导航星座的探讨．电气技术与自动化．2002．6
[31]肖立新．一种组合导航系统的探讨．电讯技术．2001．8
[32]金士尧，李宏亮，陶静．双星定位信息处理系统中的容错设计．计算机工程与科学，第23卷，第5期．2001．3
[33]周宏潮，王正明．双星定位的数据融合方法．中国空间科学技术．2000．8
[34]林雪原，刘建业．北斗双星定位系统改进及其算法的研究．空间科学学报，第23卷，第2期．2003．3
[35]常庆生，唐四元，常青．GPS测量的误差及精度控制．测绘通报，第四期．2000年
[36]李微晓．GPS测量误差来源及消除措施．连云港化工高等专科学校学报，第14卷，第1期．2001．5
[37]王晓强．GPS测量中多路径误差的影响．地壳形变与地震，第20卷，第1期．2000．2
[38]安德欣，谢世杰，高启贵．GPS精密定位及其误差源．地矿测绘．2000年
[39]黄克安．双星快速定位系统及提高定位精度的途径．电讯技术，第31卷，第二期．1991．4
[40]林雪原，刘建业．双星定位系统定位误差分析与仿真研究，战术导弹控制技术，第40期．2003年
[41]徐定杰，陈实如．“北斗”卫星系统的陆基增强方案探讨．导航．2001．9
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