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188宝金博页面版: 基于基线延长的高精度北斗双星系统快速定向算法研究 - FengYuan

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内容提示: 第 27 卷第 6 期2006 年 11 月  宇  航  学  报Journal of AstronauticsVol.27    No.6   November   2006基于基线延长的高精度北斗双星系统快速定向算法研究康国华1, 刘建业1, 赵  伟1, 刘瑞华2(1.南京航空航天大学自动化学院导航研究中心 , 南京 210016;2. 中国民航学院天津市智能信号与图像处理重点实验室 , 天津 300300)  摘  要 : 由于北斗定位系统的两颗卫星位于赤道的同步轨道 , 对地静止且可观测的载波相位信息少 , 因此传统多星系统求解整周:冉卸ㄏ虻姆椒岩灾苯永。针对此情况 , 利用延长基线可改变卫星 - 天线几何...

文档格式:PDF | 页数:5 | 浏览次数:465 | 上传日期:2017-07-25 19:12:59 | 文档星级:
第 27 卷第 6 期2006 年 11 月  宇  航  学  报Journal of AstronauticsVol.27    No.6   November   2006基于基线延长的高精度北斗双星系统快速定向算法研究康国华1, 刘建业1, 赵  伟1, 刘瑞华2(1.南京航空航天大学自动化学院导航研究中心 , 南京 210016;2. 中国民航学院天津市智能信号与图像处理重点实验室 , 天津 300300)  摘  要 : 由于北斗定位系统的两颗卫星位于赤道的同步轨道 , 对地静止且可观测的载波相位信息少 , 因此传统多星系统求解整周:冉卸ㄏ虻姆椒岩灾苯永。针对此情况 , 利用延长基线可改变卫星 - 天线几何关系的方法 , 求解载波相位的整周: , 化不利为有利 , 实现双星的快速定向。针对基线在不同区域不同姿态下的仿真表明 : 当测试条件为基线原长 1.5m , 延长倍数为 4 时 , 载波相位测量精度为 1 % 周 , 可实现优于 0.1 °的方位精度和 0.05 °的俯仰精度 , 如果延长基线或增加延长倍数 , 还可取得更高精度 , 证实了该方法的可行性和高精度性。同时由于该方法的基线安装机构简单可靠 , 使用时便于展开 , 因此可应用于环境复杂的快速定向场合。关键词 : 载波相位 ; 整周: ; 双星定向中图分类号 : V249    文献标识码 : A    文章编号 : 1000 2 1328(2006)06 2 1191 2 05收稿日期 :2005 2 11 2 15;  修回日期 :2006 2 04 2 14基金项目 : 国家自然科学基金 (60472125)0  引言北斗双星系统下的姿态测量是北斗系统的重要研究方向 , 它与导航定位、双向数据通信和精密授时这三项北斗原有的功能一起 , 完善和拓宽了北斗的应用领域。与 GPS 系统一样 , 北斗姿态测量也是通过卫星载波相位信息求解出导航坐标系下的基线矢量来求得姿态的 , 核心问题都是整周:鹊那蠼鈁1 ,2 ,3]。但与 GPS 系统相比 , 北斗导航系统的卫星数量少 , 在 GPS 姿态测量中使用的最小二乘搜索等求解整周:鹊姆椒 , 在北斗系统上实现有困难。为此国内不少学者提出了一些特定的方法 , 如旋转基线[4 ,5]、并行通道多天线配置[6]等 , 取得了一定的成果。但以上这些方法存在一定的不足 , 如旋转基线法要求基线与旋转轴正交 , 基线旋转需精确定位[5];多天线配置长短基线不易同向等 , 在工程实践中都会对定向的快速性和准确性造成了一定的影响。本文提出一种延长基线的办法进行定向研究 , 将原来通过基线角度变化求解整周:雀某衫没叱ざ缺浠蠼 , 避免如旋转机构这样复杂的装置。仿真表明 , 该方法定向精度高 , 而且便捷实用。1  双星定向的原理分析双星定向必须先进行双星定位 , 获得基线所处的位置。由于定位技术已比较成熟 , 这里就不再赘述 , 下面主要探讨双星定向的基本原理。图 1  双星定向单差观测示意图Fig.1   Single difference phase observation of orientationdetermination by twin 2 star   由于北斗卫星数目少 , 因此载波相位测量只能采取单差模式 ( 如图 1) , 结合已知的基线长度 L , 双星定向基本原理的方程组[6] 如下所示:

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