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毕业设计(论文)说明书
题目: 基于GPS定位结果
的消噪滤波研究
院(系): 国家空间卫星导航研究所
专业: 电子信息工程
学生姓名:
学号:
指导教师:
职称: 教授
题目类型: 理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发
20年月日
摘要
随着科学技术的发展,GPS导航和定位技术已向高精度、高动态的方向发展。卫星全球定位系统(GPS)目前已在航空、航海及陆地车辆导航中获得广泛的应用。但就其定位精度而言,从GPS卫星到信号的接收存在着诸多误差源,尤其是测量随机误差和卫星的几何位置误差,使定位精度受到影响。利用传统的方法很难消除,必须得利用特定的滤波方法消除各种随机误差,从而提高GPS导航定位精度。由于卡尔曼滤波在求解的过程中不需要存储大量的观测数据,并且当得到新的观测数据时,可算出新的滤波参数值,便于实时地处理观测结果。而且采用时域状态空间法,适合于多变量系统和时变系统及非平稳随机过程,其递推特点容易在计算机上实现,是一种最优估计的实时递推算法,因此得到广泛的应用。
本论文主要是利用MATLAB软件,对GPS定位结果的去噪效果进行分析研究,并对滤波前后的定位精度进行比较。首先,分析了GPS定位原理以及误差来源;其次,主要就GPS动态定位数据进行滤波处理,采用LS和kalman滤波算法来处理接收机得到的数据;最后,在车辆模拟实验的基础上,设计用户界面,采用基于IMM交互式多模型模拟机动车辆,对LS和kalman的滤波效果进行比较。模拟实验表明:比起递归最小二次方(RLS)滤波算法,卡尔曼滤波法精度及稳定性更好,验证了卡尔曼滤波算法在处理动态估计问题上的实用性。
关键词:IMM;GPS;LS;Kalman滤波
Abstract
With the development of science and technology, GPS navigation and positioning technology has high accuracy, high dynamic direction. Satellite global positioning system (GPS) has been in the aviation, marine and land vehicle navigation to get a wide range of applications. However, in terms of its accuracy, the signal from the GPS satellite to the receiver there are many sources of error, especially in measuring the geometric random errors and satellite position errors affect positioning accuracy. Difficult to eliminate the use of traditional methods, have to use a specific filter to eliminate all kinds of random error, thereby improving positioning accuracy of GPS navigation. The Kalman filter in the process of solving not need to store large amount of observational data, and when the new observation data obtained when the filter parameters can be calculated the value of the new, easy to handle real-time observations. And time domain state space method suitable for multivariable systems and time-varying systems and non-stationary random process, the recursive feature easily implemented on puter, is a recursive optimal estimation algorithm for real-time, so widely applied .
This thesis is the use of MATLAB software, GPS po