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基于北斗卫星的车载组合定位算法研究的任务书
一、选题背景及意义
在现代交通运输中，车载组合定位系统（CombinedPositioningSystem，CPS）日益成为一个必不可少的关键技术。CPS系统结合多种定位技术，能够提高位置测量的精度和可用性，尤其在城市和高楼林立区域，室内/室外定位等场景下，单一的定位技术往往难以满足要求。然而，在车载组合定位的实现过程中，由于信号遮挡、多径效应、信道干扰等各种干扰因素，仅仅通过单一技术无法满足高精度及高可用性的定位要求，因此，如何合理应用多种定位技术进行组合定位，提高定位算法的精度和可靠性，成为目前车载组合定位系统中亟需解决的关键技术问题。
而北斗全球卫星导航系统作为我国自主研制的卫星导航系统，具有独立自主、服务全球、高精度、高可靠性等优点，广泛应用于车联网、智能交通、遥感测绘、农林牧渔等领域，其性能和应用覆盖范围已经逐渐接近美国的GPS导航系统。因此，基于北斗卫星的车载组合定位技术研究，不仅具有更高的实时性、精度和稳定性，而且具有国内自主研发的优势，对于我国自主创新、提高车辆安全、提升交通运输效率，以及推动北斗卫星系统在多领域的应用具有重要的现实意义和深远的发展前景。
二、选题目标
本课题旨在研究基于北斗卫星的车载组合定位算法，在充分分析北斗卫星导航系统特点的基础上，结合其他定位技术，采用Kalman滤波方法，实现车载组合定位的精确定位和高可靠性定位，达到以下目标：
（1）研究北斗卫星导航系统的基本原理、信号特点及其应用领域；
（2）分析北斗卫星载频信号周跳误差的处理方法，结合其他定位技术，进行不同数据处理方式的对比和仿真分析；
（3）基于Kalman滤波算法，研究车载组合定位中的状态空间模型，对多源数据进行融合计算和优化估计；
（4）通过实车试验验证该算法的实时性和精度，并与其他常见定位系统进行精度和稳定性的比较。
三、拟解决的问题及研究内容
（1）北斗卫星系统车载组合定位算法中存在的问题：
A、北斗卫星信号初次定位的困难：北斗导航系统采用双差伪距法进行快速定位，伪距比的求解需要多颗卫星，刚开始定位时卫星数目较少，很难提供高精度的定位数据。
B、北斗卫星信号频度跳变问题：北斗卫星信号工作在L波段中，频率低，因此灵敏度要求更高，信号容易受到环境影响而出现频度跳变。
C、多种定位技术间的非线性关系：在考虑多种定位技术的组合时，难免出现非线性关系，使Kalman滤波器无法获得良好的估计效果。
（2）本课题拟研究的内容：
A、研究北斗卫星系统信号特点及其数据处理方法。
B、研究多源数据融合的合理性和适用性，对多种数据融合方案进行比较和分析，探索最优的组合方案。
C、搭建车载组合定位系统实验平台，基于Kalman滤波算法设计车载组合定位系统。
D、进行实车试验，对系统进行精度和稳定性测试，并与其他常见车载定位系统进行比较分析。
四、研究方法与技术路线
（1）研究方法
A、文献综述：首先，分析和总结北斗卫星导航系统的工作原理、特点等相关实用信息，了解当前国内外北斗卫星导航技术的研究现状和发展趋势。此外，还将系统研究多种定位技术，如卫星导航定位、惯性导航、视觉测量、无线电测向等，分析它们的优缺点和适用范围。
B、数据仿真：为了验证算法的正确性和有效性，使用Matlab和Simulink等软件平台，经过多次仿真与实验，优化设计方案，推进车载组合定位技术的发展。
C、实车试验：选取适当的实验地点，安装车载组合定位系统，通过与其他常见车载定位系统的比较和分析，进一步验证其实用性和稳定性。
（2）技术路线
A、掌握北斗卫星导航系统技术基础，分析北斗信号的特点，并调研多种定位技术的研究现状。
B、建立车辆运动状态模型，设计Kalman滤波算法，结合多种定位技术，研究数据融合方案，优化融合算法，提高定位精度和可靠性。
C、建立车载组合定位实验平台，开展实车试验，对所设计的车载组合定位系统进行验证和优化，并与其他常见车载定位系统进行比较和分析。
五、预期成果
（1）论文1篇：主要内容包括北斗车载组合定位算法原理和实现步骤、数据处理方法、算法评价指标等。
（2）软件1个：基于Matlab或C++等编程软件开发的一个车载组合定位系统，实现较高的位置测量精度和较高的实时性。
（3）实验数据：包括实验设计方案、实验数据和数据处理结果，可作为所研究算法的实验依据。
六、研究进度安排
本研究计划工期为13个月，计划如下：
第1-2个月：文献阅读和相关技术研究，包括北斗卫星导航系统的特点和其他车载定位技术的研究现状等。
第3-4个月：数据处理方案设计及MATLAB仿真试验。该阶段主要是对数据处理方案进行设计，通过MATLAB仿真分析方案优劣。
第5-6个月：组合定位模型建立。建立基于Kalman滤波的组合定位模型，结合不