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面向雷达外场测量的动态DGPS标校系统设计与实现

作　者: 罗霄
导　师: 赵宏钟
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 动态高精度雷达性能检验 OEM板 GPS 伪距DGPS
分类号: P228.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 42次
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内容摘要

在雷达动态性能检验和评估试验中,采用GPS定位实现对雷达测量精度和测量特性状态的标校,是一种常见的方式。普通GPS接收机的定位精度由于美国SA干扰、电离层滞后、对流层滞后、星历误差、卫星钟误差等因素的影响,其定位精度必然满足不了现代雷达对性能标校系统的需要。采用差分GPS(DGPS)定位技术成为雷达标校一种趋势。本文主要研究了利用GPS-OEM板建立伪距差分定位导航系统的设计和实现问题,并且给出利用该差分GPS系统对雷达外场动态性能的检验方法和实测试验结果。绪论从雷达测量精度和测量特性状态标校问题的特点和需求出发,介绍了GPS和DGPS的发展现状,给出了本文研究课题的意义和主要内容。第二章主要介绍了GPS定位的原理。第三章分析了GPS误差产生的原因,由此引出了DGPS系统的原理和实现途径。第四章主要研究利用GPS-OEM板建立伪距差分导航定位系统的设计与实现问题。首先给出了采用GPS-OEM板建立伪距差分导航定位系统的总体方案,然后重点介绍了从基准站OEM板原始接收信息中解算差分改正信息的软件设计,标准RTCM SC-104格式数据接收的编译软件设计等,移动站接收基准站的差分改正信息后,经运算处理输出了高精度的定位信息。该系统通过静态和低动态的数据测试,结果表明实时定位精度达到米级,能够满足雷达标校对动态、高精度的需求。第五章介绍了采用GPS-OEM板建立的伪距差分导航定位系统在某次校飞的实验检验。通过实时测量数据表明,利用OEM板建立的伪距差分系统完成了雷达动态测量性能的标校。系统具有测量精度高,测量范围大,受气候环境影响小,数据处理快,使用地点灵活等优点,能够满足雷达多项性能和指标的标校要求。

全文目录

摘要  10-11
ABSTRACT  11-12
第一章绪论  12-17
  1.1 雷达外场动态特性测量的需求与特点  12-13
  1.2 国内外GPS 导航定位研究现状  13-14
  1.3 课题研究的意义  14-15
  1.4 本文的主要工作及内容安排  15-17
第二章 GPS 系统的组成和定位原理  17-27
  2.1 GPS 系统的组成  17-20
    2.1.1 空间卫星星座部分  17-18
    2.1.2 地面监控部分  18
    2.1.3 用户接收部分  18-20
  2.2 GPS 的定位原理  20-23
    2.2.1 利用到达时间测量值测距的原理  20-22
    2.2.2 常用的定位方法  22-23
  2.3 利用伪随机码确定用户的距离  23-26
    2.3.1 GPS 信号的组成  23-24
    2.3.2 确定从卫星到用户的距离  24-26
    2.3.3 用户位置的计算  26
  2.4 本章小结  26-27
第三章 GPS 定位误差分析与差分GPS 技术  27-40
  3.1 GPS 的定位误差  27-30
    3.1.1 与GPS 卫星有关的误差  27-28
    3.1.2 与接收设备有关的误差  28-29
    3.1.3 与信号传播有关的误差  29-30
  3.2 差分GPS 技术的原理  30-32
  3.3 差分GPS 分类  32-39
    3.3.1 位置差分  33-34
    3.3.2 伪距差分  34-35
    3.3.3 相位平滑伪距差分  35-37
    3.3.4 载波相位差分  37-39
  3.4 本章小结  39-40
第四章基于OEM 板的伪距差分系统的设计与实测检验  40-62
  4.1 引言  40
  4.2 差分GPS 系统的总体设计  40-42
  4.3 OEM 板的数据输出格式  42-44
    4.3.1 十进制ASCII 码  42-43
    4.3.2 二进制码  43-44
  4.4 伪距差分所需的原始数据  44-45
  4.5 差分基准站的软件实现  45-55
    4.5.1 差分原始数据采集的传输协议  45-46
    4.5.2 控制程序编程  46-55
  4.6 差分GPS 数据通信链路  55-57
  4.7 自建伪距差分GPS 系统定位精度的实测检验  57-61
    4.7.1 静态定位精度试验  57-58
    4.7.2 低动态下定位精度试验  58-61
  4.8 本章小结  61-62
第五章差分GPS 在雷达动态测量标校中的应用试验  62-72
  5.1 雷达测量目标的信息  62
  5.2 雷达动态测量性能标校  62-64
    5.2.1 雷达动态性能检验原理  62-63
    5.2.2 雷达动态性能精度鉴定方法  63-64
  5.3 雷达性能精度鉴定  64-66
    5.3.1 系统误差统计法  64-65
    5.3.2 随机误差统计法  65-66
  5.4 基于差分GPS 定位的飞机校飞方法  66-69
    5.4.1 飞机校飞工作原理  66-67
    5.4.2 飞机的航路设计  67
    5.4.3 雷达数据预处理  67-68
    5.4.4 机载差分移动站GPS 数据预处理  68-69
  5.5 实测数据分析  69-71
  5.6 本章小结  71-72
结束语  72-73
致谢  73-74
参考文献  74-77
作者在学期间取得的学术成果  77

面向雷达外场测量的动态DGPS标校系统设计与实现

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