基于GPS载波相位信号确定运动体姿态的研究X.pdf

2008 年 12 月 连云港师范高等专科学校学报 December ,2008 　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 第 4 期 Journal of Lianyungang Teachers College No . 4 基于 GPS 载波相位信号确定运动体姿态的研究 朱 　静 (淮安信息职业技术学院 机电工程系 ,江苏 淮安 223003) [摘 　要] 在机械及航空工程中 ,需要对汽车与飞行器等运动体在运动过程中进行定向和定姿. 利用 GPS 载波相 位技术对运动体进行定向和定姿是当前机械与航空工程的研究热点. 文章介绍了 GPS 载波相位双差观测原理和 GPS 的关键技术 ,即整周模糊度求解方法. 从理论上说明将 GPS 应用于运动体姿态确定是可行的. 　　[ 关键词] 运动体 ;姿态确定 ; GPS ;载波相位 ;整周模糊度 ( ) 　　[ 中图分类号] TP368 　　　　　[文献标识码] A 　　　　　　　[文章编号] 1009 - 7740 2008 04 - 0098 - 02 0 　引言 到卫星的导航电文和其他有关信息 ,并通过 GPS 信 在机械及航空工程中 , 需要对汽车与飞行器等 号电路 ,适时地发送给广大用户. 运动体在运动过程中进行定向和定姿. 以便对运动 地面监控部分由一个主控站 、三个注入站和五 体进行实时控制 ,而定向和定姿的前提是获取运动 个监测站组成. 地面监控站的主要功能是监测 GPS 体的姿态信息. 信号 ,收集数据 ,编算导航电文 ,诊断状态等. 近年来 ,将 GPS 应用于运动体姿态的获取成为 用户设备的核心是 GPS 接收机 ,它主要任务是 了研究热点 , GPS 系统的运行及载波相位差分技术 接收 GPS 卫星发射的无线电信号. 获得必要的信息 的进步使得 GPS 测量精度达到了毫米的量级 ,它提 及观测量 ,经数据处理从而完成定位 、测速 、定时等 供一种低成本 、高精度的测姿手段. 本文面向运动体 任务. 姿态的确定 ,研究 GPS 载波相位信息在运动体姿态 1. 2 　GPS 系统的特点[2 ] 确定中的理论与算法. GPS 可为各类用户连续提供动态 目标的三维位 1 　GPS 系统的组成和特点 置 、三维速度及时间信息. GPS 测量主要特点是 : ( 1) 1. 1 　GPS 系统的组成 定位精度高 ,大量试验表明 ,用载波相位观测量进行 GPS 系统包括三大部分组成 :空间部分 ———GPS 静态相对定位 ,在小于 50km 的基线上 ,相对定位精 卫星星座 ,地面控制部分 ———地面监控系统 ,用户设 度可达 1 ×10 - 6 —2 ×10 - 6 . (2) 实时定位. 利用全球 备部分 ———GPS 信号接收机[ 1] . 定位系统导航 ,可以实时地监视和修正航行路线 , 以 由2 1 颗卫星和 3 颗在轨备用卫星组成了导航 及选择最佳的航线. (3) 观测时间短. (4) 观测站之间 卫星星座 ,24 颗卫星均匀分布在 6 个轨道平面内,工 无需通视. 作卫星