| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第12-21页 |
| 1.1 研究背景 | 第12页 |
| 1.2 GNSS姿态测量研究现状 | 第12-19页 |
| 1.2.1 整周模糊度解算方法研究现状 | 第13-16页 |
| 1.2.2 姿态确定算法研究现状 | 第16-19页 |
| 1.2.2.1 静态姿态确定算法 | 第16-17页 |
| 1.2.2.2 动态姿态确定算法 | 第17-19页 |
| 1.3 主要研究内容和安排 | 第19-21页 |
| 第二章 GNSS观测模型 | 第21-28页 |
| 2.1 GNSS系统现状 | 第21-22页 |
| 2.2 GPS基本观测方程 | 第22-24页 |
| 2.3 GPS观测方程的组合形式 | 第24-26页 |
| 2.3.1 卫星间求单差 | 第24-25页 |
| 2.3.2 接收机间求单差 | 第25-26页 |
| 2.3.3 双差观测方程 | 第26页 |
| 2.4 短基线双差观测方程误差分析 | 第26-27页 |
| 2.5 小结 | 第27-28页 |
| 第三章 GNSS姿态测量原理 | 第28-63页 |
| 3.1 常用的坐标系统及姿态参数 | 第28-35页 |
| 3.1.1 载体姿态测量的相关坐标系及转换 | 第28-31页 |
| 3.1.2 载体姿态角的描述 | 第31-35页 |
| 3.1.2.1 方向余弦矩阵 | 第31-32页 |
| 3.1.2.2 欧拉角 | 第32-33页 |
| 3.1.2.3 四元数 | 第33-35页 |
| 3.2 GPS姿态测量数学模型 | 第35-39页 |
| 3.2.1 单基线单差数学模型 | 第35-37页 |
| 3.2.2 单基线双差数学模型 | 第37页 |
| 3.2.3 基于基线参数的多基线数学模型 | 第37-39页 |
| 3.2.4 基于姿态参数的多基线数学模型 | 第39页 |
| 3.3 基于基线参数数学模型的姿态解算方法 | 第39-49页 |
| 3.3.1 直接解算法 | 第39-41页 |
| 3.3.2 并行的Wahba问题求解法 | 第41-42页 |
| 3.3.3 非线性最小二乘估计方法 | 第42-49页 |
| 3.3.3.1 基于加性误差欧拉角的姿态解算方法 | 第43-45页 |
| 3.3.3.2 基于加性误差四元数的姿态解算方法 | 第45-46页 |
| 3.3.3.3 基于乘性误差欧拉角的姿态求解方法 | 第46-47页 |
| 3.3.3.4 基于乘性误差四元数的姿态解算方法 | 第47-49页 |
| 3.3.4 线性最小二乘估计方法 | 第49页 |
| 3.4 基于方向余弦矩阵的姿态角解算方法 | 第49-57页 |
| 3.4.1 方向余弦矩阵浮点解解算 | 第50-51页 |
| 3.4.2 基于正交化约束的最优化问题求解方法 | 第51-57页 |
| 3.4.2.1 方向余弦矩阵参数法 | 第51-52页 |
| 3.4.2.2 欧拉角参数法 | 第52-54页 |
| 3.4.2.3 四元数参数法 | 第54-56页 |
| 3.4.2.4 三种正交化方法的比较 | 第56-57页 |
| 3.5 仿真实验 | 第57-62页 |
| 3.6 本章小结 | 第62-63页 |
| 第四章 整周模糊度快速解算算法研究 | 第63-105页 |
| 4.1 基于约束整数最小二乘估计的整周模糊度解算方法 | 第63-77页 |
| 4.1.1 基于单基线观测模型的约束整数最小二乘估计法 | 第65-73页 |
| 4.1.1.1 参数浮点解解算 | 第65-66页 |
| 4.1.1.2 约束整数最小二乘模糊度搜索 | 第66-72页 |
| 4.1.1.3 约束基线解算方法 | 第72-73页 |
| 4.1.2 基于多基线观测模型的约束整数最小二乘估计法 | 第73-77页 |
| 4.1.2.1 基于基线参数多基线模型的浮点解解算 | 第73-74页 |
| 4.1.2.2 基于姿态参数多基线模型的浮点解解算 | 第74-75页 |
| 4.1.2.3 基于姿态参数多基线模型的整周模糊度搜索 | 第75-77页 |
| 4.2 基于虚拟观测方程的整周模糊度解算方法 | 第77-86页 |
| 4.2.1 单基线约束虚拟观测方程法 | 第77-80页 |
| 4.2.2 多基线约束虚拟观测方程法 | 第80-83页 |
| 4.2.3 方向余弦矩阵约束虚拟观测方程法 | 第83-86页 |
| 4.3 基于误差四元数的整周模糊度解算方法 | 第86-88页 |
| 4.4 整周模糊度固定成功率影响因素分析 | 第88-93页 |
| 4.4.1 不同解算模型的整周模糊度浮点解解算精度分析 | 第88-91页 |
| 4.4.2 基线配置对整周模糊度固定成功率的影响分析 | 第91-93页 |
| 4.5 整周模糊度的检验 | 第93-96页 |
| 4.6 仿真算例 | 第96-103页 |
| 4.6.1 单基线仿真实验 | 第97-99页 |
| 4.6.2 多基线仿真实验 | 第99-103页 |
| 4.7 本章小结 | 第103-105页 |
| 第五章 GNSS/陀螺组合姿态确定的Kalman滤波算法 | 第105-141页 |
| 5.1 引言 | 第105页 |
| 5.2 陀螺测量模型 | 第105-106页 |
| 5.3 基于误差四元数的Kalman滤波 | 第106-112页 |
| 5.3.1 基于误差四元数的运动学方程 | 第106-108页 |
| 5.3.2 GNSS/陀螺组合姿态确定问题的数学描述 | 第108-110页 |
| 5.3.3 姿态确定滤波算法 | 第110-112页 |
| 5.4 基于方向余弦矩阵的Kalman滤波算法 | 第112-123页 |
| 5.4.1 基于方向余弦矩阵的运动学方程 | 第112-113页 |
| 5.4.2 GNSS/陀螺组合姿态确定问题的数学描述 | 第113-119页 |
| 5.4.2.1 矩阵形式的姿态确定问题的数学描述 | 第114-117页 |
| 5.4.2.2 向量形式的姿态确定问题的数学描述 | 第117-119页 |
| 5.4.3 GNSS/陀螺组合姿态确定的卡尔曼滤波算法 | 第119-123页 |
| 5.4.3.1 基于矩阵形式卡尔曼滤波算法的姿态解算 | 第119-122页 |
| 5.4.3.2 基于经典卡尔曼滤波算法的姿态解算 | 第122-123页 |
| 5.5 滤波过程中的初值设定及整周模糊度求解问题 | 第123-126页 |
| 5.5.1 滤波初值的设定问题 | 第123-124页 |
| 5.5.1.1 整周模糊度已知时 | 第123-124页 |
| 5.5.1.2 整周模糊度未知时 | 第124页 |
| 5.5.2 滤波浮点解固定问题 | 第124-126页 |
| 5.5.2.1 基于约束整数最小二乘估计的整周模糊度解算方法 | 第125-126页 |
| 5.5.2.2 基于方向余弦矩阵虚拟观测方程法的整周模糊度固定 | 第126页 |
| 5.6 仿真实验 | 第126-139页 |
| 5.7 本章小结 | 第139-141页 |
| 第六章 实验验证及分析 | 第141-155页 |
| 6.1 仿真实验 | 第141-144页 |
| 6.2 实测实验 | 第144-154页 |
| 6.2.1 GPS测姿系统的构成 | 第144-145页 |
| 6.2.2 实验分析 | 第145-154页 |
| 6.2.2.1 单基线(短基线)动态试验 | 第145-147页 |
| 6.2.2.2 多基线动态试验 | 第147-154页 |
| 6.3 本章小结 | 第154-155页 |
| 第七章 结论 | 第155-157页 |
| 7.1 本文主要工作总结 | 第155-156页 |
| 7.2 后续工作展望 | 第156-157页 |
| 致谢 | 第157-158页 |
| 参考文献 | 第158-167页 |
| 附录 | 第167-174页 |
| A 矩阵及其计算 | 第167-168页 |
| A.1 矩阵 | 第167页 |
| A.1.1 矩阵的性质 | 第167页 |
| A.1.2 矩阵的逆 | 第167页 |
| A.2 克拉克积及向量化算子 | 第167-168页 |
| B 参数浮点解解算精度推导 | 第168-172页 |
| B.1 无约束参数浮点解精度推导 | 第168-170页 |
| B.1.1 单基线模型 | 第169页 |
| B.1.2 多基线模型 | 第169-170页 |
| B.2 基于虚拟观测方程的浮点解精度推导 | 第170-172页 |
| B.2.1 单基线模型 | 第170-171页 |
| B.2.2 多基线模型 | 第171-172页 |
| C 仿真设计 | 第172-174页 |
| C.1 GPS仿真系统 | 第172-173页 |
| C.1.1 GPS仿真条件1 | 第172-173页 |
| C.1.2 GPS仿真条件2 | 第173页 |
| C.2 陀螺仿真条件 | 第173-174页 |
| 作者简历 | 第174-175页 |
