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卫星导航及相关技术研究和实现

作　者: 陈刘成
导　师: 郝金明
学　校: 中国人民解放军信息工程大学
专　业: 大地测量学与测量工程
关键词: GPS GLONASS 北斗导航系统 组合导航 差分定位 坐标转换 MapX OpenGL 虚拟现实 数字图像处理 层次细化 影像匹配
分类号: P228.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
下　载: 797次
引　用: 15次
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内容摘要


本文全面介绍了GPS、GLONASS、北斗导航系统的组成、定位原理，研究并实现了面向对象的串口通信技术、GPS+GLONASS组合导航、测速及伪距差分、相位平滑伪距差分以及有关误差的模型改正、WGS—84和PZ—90、WGS—84和北京54坐标系的坐标转换、栅格地图的显示和管理、基于MapX的矢量地图的显示和管理、1:25万军标数据和MapInfo的Mif数据格式双向转换、基于军标数据的DEM生成算法、基于OpenGL的三维地形构造、航空图像纹理地形表面、三维坐标量算、虚拟现实模拟导航、三维地形的层次细化算法以及数字图像处理中的图像增强、几何变换、影像匹配等技术。

全文目录


中文摘要  2-8
绪论 研究导航系统的技术背景和内容  8-10
第一章 卫星导航系统简介  10-16
  第一节 GPS卫星导航系统  10-12
    1．1．1 空间部分  10-11
    1．1．2 地面控制部分  11
    1．1．3 用户部分  11
    1．1．4 美国政府对GPS系统的政策  11-12
  第二节 GLONASS卫星系统  12-13
    1．2．1 空间星座  12-13
    1．2．2 地面控制系统  13
    1．2．3 用户设备  13
    1．2．4 俄罗斯联邦政府对GLONASS系统的政策  13
  第三节 北斗导航系统  13-16
    1．3．1 北斗导航系统的特点  13-14
    1．3．2 空间卫星  14
    1．3．3 地面中心控制系统  14
    1．3．4 用户终端  14-16
第二章 卫星定位和导航的实现  16-36
  第一节 GPS+GLONASS组合系统  16-18
    2．1．1 GPS+GLONASS组合伪距定位数学模型  17-18
    2．1．2 GLONASS和GPS伪距定位的差异  18
  第二节 卫星运动方程及位置计算  18-23
    2．2．1 以直角坐标为变量的受摄状态方程  19
    2．2．2 GLONASS卫星的位置和速度计算  19-20
    2．2．3 以轨道根数位变量的表示的卫星受摄状态方程  20
    2．2．4 采用常数变易法求得GPS卫星的运动方  20-21
    2．2．5 积分一步变步长的Runge—Kutta数值积分  21-22
    2．2．6 四阶Runge—Kutta数值积分应用示例  22-23
  第三节 组合导航中的误差修正模型  23-27
    2．3．1 卫星钟差  23
    2．3．2 地球自转的影响  23
    2．3．3 相对效应改正  23-24
    2．3．4 电离层延迟的模型改正  24-26
    2．3．5 对流层折射改正  26-27
  第四节 GPS+GLONASS组合导航的实现  27-30
    2．4．1 时间系统差异：  27
    2．4．2 坐标系统的差异：  27-30
    2．4．3 GPS+GLONASS的定位结果  30
  第五节 多普勒观测量用于测速  30-32
    2．5．1 测速原理  30-31
    2．5．2 测速结果分析  31-32
  第六节 北斗导航系统卫星定位的实现  32-35
    2．6．1 北斗导航系统的工作过程  32-33
    2．6．2 定位原理  33-34
    2．6．3 北斗导航系统定位功能的实现  34-35
  第七节 本章小节  35-36
第三章 差分GPS技术  36-47
  第一节 差分GPS原理  36-43
    3．1．1 位置差分  36-37
    3．1．2 伪距差分  37-38
    3．1．3 相位平滑伪距差分原理  38-42
    3．1．4 载波相位差分原理  42-43
  第二节 伪距差分定位的实现  43-46
    3．2．1 伪距差分  43-45
    3．2．2 相位平滑伪距差分  45-46
  第三节 本章小节  46-47
第四章 导航中的GIS功能  47-65
  第一节 MapX的功能简介  47-49
    4．1．1 MapX的主要功能：  47-48
    4．1．2 地图化概念  48
    4．1．3 什么是GeoSets  48
    4．1．4 地图图元  48-49
    4．1．5 标准工具  49
  第二节 MapX功能的实现  49-54
    4．2．1 加载地图GeoSet  49-50
    4．2．2 显示模式  50-51
    4．2．3 为图层生成标注  51-52
    4．2．4 动态图层  52
    4．2．5 显示GPS位置点  52
    4．2．6 可用的标准工具  52-53
    4．2．7 自定义工具  53-54
    4．2．8 使用坐标系  54
  第三节 Mif数据格式和1:25万数据格式互换  54-61
    4．3．1 军标数字地图格式  55-56
    4．3．2 Mif数据格式（The Map InfoInter Change File）  56
    4．3．3 军标数据格式到Mif数据格式转换  56-59
    4．3．4 MapInfo数据格式到军标数据格式的转换  59-61
  第四节 GPS与电子地图的坐标转换算法和实现  61-64
    4．4．1 转换步骤  61-62
    4．4．2 同一坐标系中的坐标转换  62
    4．4．3 WGS—84地心坐标转换成54北京坐标  62-63
    4．4．4 高斯投影  63-64
  第五节 本章小节  64-65
第五章 数字图像处理及栅格地图的应用  65-84
  第一节 影像地图的图像增强  65-73
    5．1．1 灰度修正：  67-69
    5．1．2 图像的平滑  69-70
    5．1．3 图像地锐化  70-73
  第二节 影像地图的伪彩色编码  73
  第三节 影像地图的匹配  73-79
    5．3．1 地形和地图匹配的算法与实现  76-79
  第四节 图像的几何变换  79-81
    5．4．1 图像的缩放  79
    5．4．2 图像的旋转  79-81
  第五节 图像的压缩技术  81-82
    5．5．1 哈夫曼编码  81-82
  第六节 栅格地图的使用中的有关问题  82-83
  第七节 本章小节  83-84
第六章 虚拟现实技术在导航中的应用  84-91
  第一节 OpenGL技术简介  84
  第二节 地形三维显示的实现  84-87
    6．2．1 地形三维显示的基本过程  85
    6．2．2 航空图片用于纹理地表  85-86
    6．2．3 显示算法及实现  86-87
  第三节 基于军标地图数据DEM生成  87-88
    6．3．1 生成算法  87-88
    6．3．2 算法的实现  88
  第四节 三维技术的发展与展望  88-89
    6．4．1 国内外虚拟现实几种主流技术的介绍  88-89
    6．4．2 VGIS以及ViGIS  89
  第五节 本章小节  89-91
第七章 导航中的数据通信技术  91-103
  第一节 面向对象的串口通信技术  91-96
    7．1．1 符合RS-232规范的通信会话  91-92
    7．1．2 面相对象方法的优势  92
    7．1．3 Win32Port类  92-94
    7．1．4 面向对象通信技术实现结果  94-96
  第二节 GPS导航系统中的通信平台  96-99
    7．2．1 GPS车辆监控系统中的通讯平台：  97
    7．2．2 GPRS的业务类型  97-99
  第三节 本章小节  99-103

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 测绘学 > 大地测量学 > 卫星大地测量与空间大地测量 > 全球定位系统（GPS）
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