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《基于改進(jìn)粒子濾波算法的gps非高斯偽距誤差修正》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第6期基于改進(jìn)粒子濾波算法的GPS非高斯偽距誤差修正·29·基于改進(jìn)粒更多電子資料請登錄賽微電子網(wǎng)www.srvee.com子濾波算法的GPS非高斯偽距誤差修正*涂剛毅金世俊祝雪芬宋愛國(東南大學(xué)儀器科學(xué)與工程學(xué)院,南京210096)摘要:針對城市環(huán)境中由于受到多徑效應(yīng)影響,GPS偽距誤差呈非高斯分布的問題,本文通過對實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,在建立正確的偽距誤差分布模型的基礎(chǔ)上,提出了一種改進(jìn)粒子濾波修正算法,用于優(yōu)化PVT解算結(jié)果,提高了GPS在城市環(huán)境中定位的精度。并通過與卡爾曼濾波定位優(yōu)化算法結(jié)果進(jìn)行比較,驗(yàn)證了此算法的有效性。
2、關(guān)鍵詞:GPS；粒子濾波器；偽距；定位精度中圖分類號:TP228 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)科分類代碼:510.40CompensationofGPSnon-GaussianpseudorangeerrorbasedonimprovedparticlefilteralgorithmTuGangyiJinShijunZhuXuefenSongAiguo(SchoolofInstrumentScienceandEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)Abstra
3、ct:Duetothemulti-patheffectinurbanenvironment,GPSpseudorangeerrorappearsnon-Gaussianerrordistribution.Inthispaper,thecorrectpseudorangeerrordistributionmodelhasbeenestablishedaccordingtotheanalysisofthemeasureddata.Basedonthisnon-Gaussianmodel,animprovedparticlefilte
4、ralgorithmisimplementedtocompensatethenon-GaussianpseudorangeerrorandoptimizetheestimationsofPVT.TheaccuracyofGPSurbanpositioningisimprovedandthevalidityofthisalgorithmhasbeenverifiedbycomparingwithKalmanfilterexperiments.Keywords:GPS;particlefilter;pseudorange;posit
5、ioningaccuracy第6期基于改進(jìn)粒子濾波算法的GPS非高斯偽距誤差修正·29·1引言目前,全球定位系統(tǒng)(globalpositioningsystem,GPS)在軍事和民用方面均得到了越來越廣泛的運(yùn)用。GPS定位技術(shù)要求接收機(jī)和衛(wèi)星之間無遮擋,但在城市環(huán)境中,由于偽距測量會受到多徑效應(yīng)的影響,造成信號延遲,從而引入較大誤差,影響定位精度。統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,受到多徑效應(yīng)影響的偽距誤差,其誤差分布為非高斯分布[1]。常規(guī)卡爾曼濾波方法不能用來對非高斯的誤差進(jìn)行修正。粒子濾波作為一種非線性濾波方法,隨著采樣粒子數(shù)的不斷增大,
6、逐漸趨向狀態(tài)的后驗(yàn)概率密度,在解決非高斯分布誤差問題時具有明顯的優(yōu)勢[2]。基于以上理論,本文提出了一種利用粒子濾波器對非高斯的偽距誤差進(jìn)行修正的方法,用于提高GPS在城市環(huán)境中位置、速度、時間(position、velocity、time,PVT)解算的精度。該算法具體實(shí)現(xiàn)分為三步:PVT位置解算;建立偽距誤差分布模型;第6期基于改進(jìn)粒子濾波算法的GPS非高斯偽距誤差修正·29·在此模型基礎(chǔ)上利用粒子濾波器對偽距誤差進(jìn)行修正,從而提高GPS定位精度。限于篇幅,本文僅對后兩步研究結(jié)果進(jìn)行介紹,并且將本文提出的粒子濾波算法與卡爾曼
7、濾波(Kalmanfilter,KF)定位優(yōu)化算法結(jié)果進(jìn)行了比較。2偽距誤差分布特性由于粒子濾波器應(yīng)用是建立在誤差分布已知的前提下,所以實(shí)驗(yàn)的第一步就是建立精確的偽距誤差分布模型[1]。首先需要獲知接收機(jī)在測試點(diǎn)的精確坐標(biāo)。該坐標(biāo)可以通過在房頂使用高精度接收機(jī)測得同一位置坐標(biāo),減去兩點(diǎn)間高程差獲得。實(shí)驗(yàn)顯示偽距誤差分布因信噪比(signal-to-noiseratio,SNR)不同而變化。故在利用粒子濾波器對偽距誤差進(jìn)行修正時,應(yīng)根據(jù)信噪比選用不同的誤差模型。本文研究對象為城市環(huán)境中的GPS信號,特點(diǎn)是由于受建筑物或樹木遮擋的影
8、響,可視衛(wèi)星數(shù)量少,且GPS信號的信噪比普遍較低。偽距誤差分布特性統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖1(a),(b)所示。如圖1(a),(b)所示,在城市低信噪比環(huán)境下,偽距誤差方差較大,誤差均值也發(fā)生較大偏移,其分布呈非高斯分布。因而利用粒子濾波器對此非高斯分布的偽距誤差進(jìn)行修正,
