GPS接收机时钟模型建立技术研究

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	GPS接收机时钟模型建立技术研究
其他题名	Research on the modeling techniques of GPS Receiver Clock Model
	王志浩
学位类型	硕士
导师	胡永辉 ; 候雷
	2014-05
学位授予单位	中国科学院大学
学位授予地点	北京
学位专业	电子通信与工程
关键词	时钟模型接收机钟差二次多项式卡尔曼理论灰色理论
摘要	在目前四大卫星导航系统中，GPS系统是应用最成熟的导航系统。而现有的授时手段中，卫星授时已成为应用最为广泛的授时技术。利用GPS卫星导航系统进行授时时不仅需要解算出接收机的钟差，还需要对接收机钟差数据进行建模分析并预报出接收机未来时刻的钟差值。因此对GPS接收机时钟模型的建立技术进行研究就显得非常重要。为了更好的对接收机钟差的未来状态做出科学、准确地预报，本文除使用目前应用较为广泛的二次多项式模型以外，还将卡尔曼理论模型和灰色理论模型应用到接收机钟差分析预报中。论文分别对三种模型的理论进行了描述并推导了相应模型在接收机中的应用以及相关参数的求解。同时本文对三种模型均采用滑动的方式不断引入新的接收机钟差数据，并剔除旧数据，以防止老旧数据对钟差预报造成影响，保证模型参数的准确性，使预报出的钟差值能更好的根据当前的变化趋势做出相应的改变。由于钟差预报精度主要受钟差建模的点数和模型预报的时间间隔两个方面的影响，因此对三种模型分别采用窗口长度为1分钟、3分钟和5分钟不同时长的仿真数据进行建模，并以滑动的形式分别预报其后1秒、30秒和60秒的接收机钟差值。采用接收机实际接收到的卫星数据对三种预报模型进行仿真验证，其仿真结果表明：对于少量接收机钟差数据需要建立预报模型时，二次多项式模型和卡尔曼理论模型只适用于短期钟差预报，而长期预报的精度较差；但对于灰色理论模型来说，不论是短期预报还是长期预报，其预报精度都要优于二次多项式模型和卡尔曼理论模型。当采用较多数据进行建模时，三种模型预报精度相差不大。通过对三种模型算法的复杂度、预报精度等方面进行评价，同时考虑到实际接收机应用中的计算量，最后选出了最适合接收机实际应用的模型--灰色理论模型。以上述研究结论为基础，进一步分析了接收机在只能接收到3颗卫星信号的恶劣环境下如何利用灰色理论模型预报出的钟差数据来辅助接收机实现三维定位，并对辅助定位的方法进行了仿真验证。其结果表明，钟差辅助定位的方法可以在短时间内辅助接收机实现三维定位，提高了接收机在恶劣环境下定位的连续性。
部门归属	时间用户系统研究室
页数	65
文献类型	学位论文
条目标识符	http://210.72.145.45/handle/361003/7259
专题	时间用户系统研究室
推荐引用方式 GB/T 7714	王志浩. GPS接收机时钟模型建立技术研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2014.

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王志浩.doc（3517KB）			限制开放	CC BY-NC-SA	浏览请求全文