炮用GPS/GLONASS定位系统研究
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摘要
本文是结合总装备部的科研项目“炮用GPS/GLONASS定位系统”的部分研究
成果撰写而成的。
论文分析了炮用定位系统的技术要求，给出了炮用GPS/GLONASS定位系统
的方案，完成了系统硬件和软件的设计与调试，它已作为炮用GPS/GLONASS定
位系统的原理样机。
此外，进行了从接收卫星电文到GPS数据处理的计算机仿真，讨论了进一步
提高定位精度的可行方法——相位平滑伪距法和载波相位定位法。相位平滑伪距法
可以达到米级的定位精度，载波测量法可以达到厘米级甚至更高。但在载波相位测
量技术中，如何快速确定整周模糊度是一个技术难点，本文给出了一种快速确定整
周模糊度改进算法。仿真结果表明，这种算法速度较快，准确度较高。
This paper is based on the Scientific research project of Special Positioning Service
which will employ in artillery.
The technique request of the ArtiJlery Positioning System is introduced. The paper
proposed the scheme of the project in detail, as well as the design of hardware and
software. The terminal designed is demonstrated as theory model.
Besides, simulation is processed from receiving the raw data to the GPS data
procession .The paper finally discussed some methods to improve precision Phase
smooth Pseudo-range and Carrier Phase Observation. Using the way of Phase smooth
Pseudo-range, the precision can reach several meters and centimeters or even less using
Carrier Phase Observation. To capture GPS integer ambiguity is a problem still
discussing in the technique of Carrier Phase measurement. A way of improvement for
fast GPS ambiguity resolution is presented. The simulation results show precision can be
improved in this way.
成果撰写而成的。
论文分析了炮用定位系统的技术要求，给出了炮用GPS/GLONASS定位系统
的方案，完成了系统硬件和软件的设计与调试，它已作为炮用GPS/GLONASS定
位系统的原理样机。
此外，进行了从接收卫星电文到GPS数据处理的计算机仿真，讨论了进一步
提高定位精度的可行方法——相位平滑伪距法和载波相位定位法。相位平滑伪距法
可以达到米级的定位精度，载波测量法可以达到厘米级甚至更高。但在载波相位测
量技术中，如何快速确定整周模糊度是一个技术难点，本文给出了一种快速确定整
周模糊度改进算法。仿真结果表明，这种算法速度较快，准确度较高。
This paper is based on the Scientific research project of Special Positioning Service
which will employ in artillery.
The technique request of the ArtiJlery Positioning System is introduced. The paper
proposed the scheme of the project in detail, as well as the design of hardware and
software. The terminal designed is demonstrated as theory model.
Besides, simulation is processed from receiving the raw data to the GPS data
procession .The paper finally discussed some methods to improve precision Phase
smooth Pseudo-range and Carrier Phase Observation. Using the way of Phase smooth
Pseudo-range, the precision can reach several meters and centimeters or even less using
Carrier Phase Observation. To capture GPS integer ambiguity is a problem still
discussing in the technique of Carrier Phase measurement. A way of improvement for
fast GPS ambiguity resolution is presented. The simulation results show precision can be
improved in this way.
引文
1． Integration of LAMBDA Ambiguity Resolution with Kalman Filter for Relative Navigation of Spacecraft，ION 55th Annual Meeting，28-30 June 1999
2． Real-Time GPS Reference Network Carrier Phase Ambiguity Resolution，Proc．ION Navigation Technical Meeting，25-27 January 1999
3． A Simple and Economical Algorithm for GPS Ambiguity Resolution on the Fly Using a whitening Filter ，NAVIGATION， Journal of the Institute of Navigation，Vol．45，No．3，Fall 1998
4． United Parcel Service DGPS Autoland Flight Test Demonstration，Proceedings of ION GPS-95，Sep．12-15，1995
5． Determination of Position Errors for Single-Frequency GPS Receivers P．H．Doherty, S．H．Delay,Boston College；M．C．Smitham，G．J．Bishop，Air Force Research Laboratory Proceedings of the 55TH Annul Meeting．1999
6． Test Results of a High Gain Advanced GPS Receiver A．Brown，R．Silva，G．Zhang， NAVSYS Corporation Proceedings of the 55TH Annul Meeting．1999
7． Measured Effects of a Narrowband Interference Suppressor on GPS Receivers P.T． Capozza，B．J．Holland，T．M．Hopkinson，C．Li，D．Moulin，P. Pacheco，R．Rifkin， The MITRE Corporation Proceedings of the 55TH Annul Meeting,1999
8． RTK-GPS Positioning in Japan by GPS-Based Control Stations via DMCA Mobile Radio Communication System，Hiromune Namie，Naoto Tanaka and Akio Yasuda，proceedings of 1999 National Technical Meeting
9． Gps Future Options，a Perspective L．K．Lewis，Institute for Defense Analysis, proceedings of 1999 National Technical Meeting
10． Simulating GPS：A DoD Receiver Training System．Capt．Robert J．Thompson．May, P．38． EXPLORATION，GPS WORLD,1996
11． GLONASS Review and Update，”in Innovation．Richard B．Langley,GPS WORLD, July，1997，P．46．
12． 全球定位系统原理及其应用 刘基余 李征航等 测绘出版社1999年
13． PDA2000炮兵定位仪技术说明书
14． 单片机实用系统程序设计 房小翠 王金凤 国防工业出版社 1999年
15． EDM128128点阵式液晶显示器模块原理与应用手册 大连东方显示器材公司
16． GPS应用程序设计 李洪涛 许国昌等 科学出版社 1999年
17． Magellan GPS Satellite Navigator User Manual NAV 1200XL
18． GPS卫星测量原理与应用 周忠馍等 测绘出版社 1997年 11． 单片微型计算机实用系统设计 潘新民 王燕芳 人民邮电出版社 1993年 6月
19． GPS+GLONASS组合测量 林建忠编译 测绘通报 1999年第6期
20． 单片机的C语言应用程序设计 马忠梅 马岩等 北京航空航天大学出版社 1997-7
21． 现代通信原理 曹志刚 钱亚生 清华大学出版社 1993年4月
22． 应用GPS相位观测值进行相对大地测量 (美)B．W．Remondi 解放军出版社 1987年6月
23． 微机与GPS-OEM板通讯的应用研究 周百力 《微计算机信息》1997年第13 卷第4期
24． GPS技术开发应用动向 刘殿文 李俭《电讯技术》1997年12月第37卷第 6期
25． WINDOWS 95下利用VC++实现微机与GPS OEM板的串行通信 周捷 张为公 《电子技术应用》1998年第11期
26． GPS+GLONASS组合测量William Marti Jonathan Ladd，《测绘通报》1999年第 6期
27． 基于载波相位的GPS码伪距平滑算法设计 邓强 黄顺吉 《电子科技大学学 报》1997年2月，第26卷第1期
28． GLONASS接收机频率合成器的设计与实现 刘晖 张其善 《北京航空航 天大学学报》1999年8月第25卷第8期
29． 差分GPS定位单片微机通讯技术 张贤林 《仪器仪表学报》1999年2月
30． GPS误差概论 韩明锋 丁万庆 谢世杰《测绘通报》1999年第5期
31． GPS基线向量的相关性分析及数据模拟 王爱生 胡海峰等 《太原理工大学学 报》1998年7月第29卷第4期
32． GPS／GLONASS单点定位的数据处理 高星伟 葛茂荣 《测绘通报》1999年 第4期
33． GPS载波相位的周跳检测方法 廖向前 黄顺吉《电子科技大学学报》1997年 12月
34． GPS载波相位组合观测值理论研究 柳重堪 张其善等《航空学报》1998年 9月
35． 一种GPS动态解相位模糊的搜索算法 廖向前 黄顺吉《电子科技大学学报》1997 年8月第26卷第4期
36． 差分GPS载波相位测量整周模糊度的快速求解 胡国辉 孟浩 袁信《航空 学报》 1999年3月第20卷第2期
2． Real-Time GPS Reference Network Carrier Phase Ambiguity Resolution，Proc．ION Navigation Technical Meeting，25-27 January 1999
3． A Simple and Economical Algorithm for GPS Ambiguity Resolution on the Fly Using a whitening Filter ，NAVIGATION， Journal of the Institute of Navigation，Vol．45，No．3，Fall 1998
4． United Parcel Service DGPS Autoland Flight Test Demonstration，Proceedings of ION GPS-95，Sep．12-15，1995
5． Determination of Position Errors for Single-Frequency GPS Receivers P．H．Doherty, S．H．Delay,Boston College；M．C．Smitham，G．J．Bishop，Air Force Research Laboratory Proceedings of the 55TH Annul Meeting．1999
6． Test Results of a High Gain Advanced GPS Receiver A．Brown，R．Silva，G．Zhang， NAVSYS Corporation Proceedings of the 55TH Annul Meeting．1999
7． Measured Effects of a Narrowband Interference Suppressor on GPS Receivers P.T． Capozza，B．J．Holland，T．M．Hopkinson，C．Li，D．Moulin，P. Pacheco，R．Rifkin， The MITRE Corporation Proceedings of the 55TH Annul Meeting,1999
8． RTK-GPS Positioning in Japan by GPS-Based Control Stations via DMCA Mobile Radio Communication System，Hiromune Namie，Naoto Tanaka and Akio Yasuda，proceedings of 1999 National Technical Meeting
9． Gps Future Options，a Perspective L．K．Lewis，Institute for Defense Analysis, proceedings of 1999 National Technical Meeting
10． Simulating GPS：A DoD Receiver Training System．Capt．Robert J．Thompson．May, P．38． EXPLORATION，GPS WORLD,1996
11． GLONASS Review and Update，”in Innovation．Richard B．Langley,GPS WORLD, July，1997，P．46．
12． 全球定位系统原理及其应用 刘基余 李征航等 测绘出版社1999年
13． PDA2000炮兵定位仪技术说明书
14． 单片机实用系统程序设计 房小翠 王金凤 国防工业出版社 1999年
15． EDM128128点阵式液晶显示器模块原理与应用手册 大连东方显示器材公司
16． GPS应用程序设计 李洪涛 许国昌等 科学出版社 1999年
17． Magellan GPS Satellite Navigator User Manual NAV 1200XL
18． GPS卫星测量原理与应用 周忠馍等 测绘出版社 1997年 11． 单片微型计算机实用系统设计 潘新民 王燕芳 人民邮电出版社 1993年 6月
19． GPS+GLONASS组合测量 林建忠编译 测绘通报 1999年第6期
20． 单片机的C语言应用程序设计 马忠梅 马岩等 北京航空航天大学出版社 1997-7
21． 现代通信原理 曹志刚 钱亚生 清华大学出版社 1993年4月
22． 应用GPS相位观测值进行相对大地测量 (美)B．W．Remondi 解放军出版社 1987年6月
23． 微机与GPS-OEM板通讯的应用研究 周百力 《微计算机信息》1997年第13 卷第4期
24． GPS技术开发应用动向 刘殿文 李俭《电讯技术》1997年12月第37卷第 6期
25． WINDOWS 95下利用VC++实现微机与GPS OEM板的串行通信 周捷 张为公 《电子技术应用》1998年第11期
26． GPS+GLONASS组合测量William Marti Jonathan Ladd，《测绘通报》1999年第 6期
27． 基于载波相位的GPS码伪距平滑算法设计 邓强 黄顺吉 《电子科技大学学 报》1997年2月，第26卷第1期
28． GLONASS接收机频率合成器的设计与实现 刘晖 张其善 《北京航空航 天大学学报》1999年8月第25卷第8期
29． 差分GPS定位单片微机通讯技术 张贤林 《仪器仪表学报》1999年2月
30． GPS误差概论 韩明锋 丁万庆 谢世杰《测绘通报》1999年第5期
31． GPS基线向量的相关性分析及数据模拟 王爱生 胡海峰等 《太原理工大学学 报》1998年7月第29卷第4期
32． GPS／GLONASS单点定位的数据处理 高星伟 葛茂荣 《测绘通报》1999年 第4期
33． GPS载波相位的周跳检测方法 廖向前 黄顺吉《电子科技大学学报》1997年 12月
34． GPS载波相位组合观测值理论研究 柳重堪 张其善等《航空学报》1998年 9月
35． 一种GPS动态解相位模糊的搜索算法 廖向前 黄顺吉《电子科技大学学报》1997 年8月第26卷第4期
36． 差分GPS载波相位测量整周模糊度的快速求解 胡国辉 孟浩 袁信《航空 学报》 1999年3月第20卷第2期