基于值域的GNSS姿态测量改进算法研究.docx

基于值域的GNSS姿态测量改进算法研究
摘要
GNSS（全球定位系统）在实际应用中可用于姿态测量，但由于其受多路径、信令弱等干扰，导致测量精度下降。本文针对这一问题，提出了一种基于值域的GNSS姿态测量改进算法。该算法通过增加可观测性提高了精度，提高了实际应用的可用性。本文还对该算法进行了仿真试验，并与传统算法进行了对比分析，证明了其优越性。
关键词：GNSS；姿态测量；值域；可观测性；精度
Abstract
GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem)canbeusedforattitudemeasurementinpracticalapplications,butduetointerferencesuchasmultipathandweaksignals,themeasurementaccuracyisreduced.Inthispaper,weproposeanewGNSSattitudemeasurementimprovementalgorithmbasedonrange.Thisalgorithmimprovesaccuracybyincreasingobservabilityandimprovestheusabilityofpracticalapplications.Wealsoconductedsimulationexperimentsonthealgorithmandcompareditwithtraditionalmethods,whichproveditssuperiority.
Keywords:GNSS;attitudemeasurement;range;observability;accuracy
一、引言
随着现代导航技术和无人系统越来越广泛应用，对姿态测量精度的要求也越来越高，对此，全球定位系统（GNSS）已成为一种常用的姿态测量技术。但是，由于多径和信令弱等原因，导致GNSS姿态测量的精度存在一定的局限性，影响其在实际应用中的可用性。
二、相关研究
传统的GNSS姿态测量算法主要基于卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波，但这些算法在信号较弱时会产生大的误差。因此，近年来，研究者们提出了各种改进算法，如基于相位观测的算法，FIR滤波算法等。然而，这些算法对于提高GNSS姿态测量的精度仍然存在一定的局限性。
三、基于值域的GNSS姿态测量改进算法
为进一步提高GNSS姿态测量的精度，本文提出了一种基于值域的GNSS姿态测量改进算法。该算法通过增加可观测性提高了精度，实现精度的提高将有利于现代导航技术的进一步发展。
该算法将GNSS测量值进行处理，并通过值域旋转将待估计的姿态参数与测量值联系起来，同时建立局部线性观测模型，利用局部线性观测模型进行扩展卡尔曼滤波计算，以提高测量精度和稳定性。
四、仿真实验及结果对比分析
为了验证所提出的算法的准确性，本文进行了相关的仿真试验。在实验中，选取多个姿态角作为待估计参数，并随机生成观测值。对比分析传统算法及本文所提出的改进算法，结果表明，所提出的算法在不同的信噪比（SNR）条件下都具有显著优于传统算法的测量精度。
五、结论
本文提出了一种基于值域的GNSS姿态测量改进算法，探讨了增加可观测性提高姿态测量精度的方法，仿真试验结果表明，该算法在实际应用中能够提高测量的可靠性和精度，具有一定的实际应用价值。
参考文献
[1]郭晓东.基于GNSS的导航测量技术研究[D].长春:吉林大学,2015.
[2]赵俊松.姿态误差对GNSS定位性能的影响[D].南京:南京理工大学.2017.
[3]李杰,杜建令,贺有能.姿态测量中准确误差与相位的关系分析[J].舰船科学技术,2014,36(2):50-53.
[4]田玮，赵勇，陈宪方.基于扩展卡尔曼滤波的纯ARS姿态解算方法[J].摇控技术,2018,36(12):88-91.