基于雙GPS的船舶測姿系統(tǒng)的研制.pdf

1、伴隨著我國造船業(yè)的蓬勃發(fā)展,低成本高精度的導(dǎo)航定位定向系統(tǒng)的開發(fā)日益受到重視。傳統(tǒng)的載體姿態(tài)測量系統(tǒng)是由陀螺儀和加速度計共同組成的慣性導(dǎo)航系統(tǒng),但是它具有導(dǎo)航誤差隨時間積累的缺陷,而且其價格相對比較昂貴,與之相比,GPS全天候24小時信號全球覆蓋,并價格比較低廉又能保證較高的精度。因此,基于GPS的船舶姿態(tài)測量系統(tǒng)更適合中小型船舶低成本高精度的要求。目前我國自主研發(fā)的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)日趨完善,未來有可能替代GPS成為我國主流導(dǎo)航系統(tǒng)。<

2、br>　　論文以雙GPS接收機構(gòu)成單基線向量,基于ARM嵌入式系統(tǒng)構(gòu)建船舶姿態(tài)測量系統(tǒng)硬件平臺,采用基于Windows CE的Embedded Visual C++嵌入式編程軟件構(gòu)建軟件平臺。通過GPS接收載波相位并通過編制解算軟件求出表征船舶姿態(tài)的基線向量,經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到偏航角和俯仰角。
　　整周模糊度是求解基線向量的關(guān)鍵,論文采用LAMBDA法來求解整周模糊度,該算法分為：
　?、偻ㄟ^馬爾科夫估計確定整周模糊度的浮點解;

3、
　　②通過白化濾波方法對整周模糊度浮點解進(jìn)行去相關(guān)處理;
　?、鬯阉骺臻g的確定以及整周模糊度的整數(shù)搜索;
　?、苷苣：鹊臋z驗;
　?、菡苣：鹊幕卮宕蟛襟E。
　　整周模糊度的求解精確與否直接關(guān)系到姿態(tài)測量精度與準(zhǔn)確性。在GPS接收機鎖定衛(wèi)星狀態(tài)下,只要求解出了整周模糊度的初始值及之后的整周數(shù)計數(shù)累加即可。但若鎖定衛(wèi)星失鎖后則量測值會出現(xiàn)周跳,從而無法繼續(xù)解算。本文嘗試采用Kalman濾波檢測和修復(fù)