臺灣博碩士論文加值系統

影嚮GPS定位的品質與衛星的幾何分佈及所接收的的衛星數目有密切關係。在一些定位應用，由於衛星受到遮蔽，會影響著定位的精度。為了解決這方面的問題，可以加入地面上所架設的虛擬衛星所發射的訊號，以取得較多的觀測量，進而改善定位品質。本論文藉由GPS與虛擬衛星訊號的整合，發展定位計算法則，以期改善定位精度。

The accuracy of GPS positioning results is heavily dependent on the geometric distribution of satellites being tracked. However, in some situations, occlusion of satellites may affect the accuracy of GPS positioning. The problem can be addressed by the inclusion of ranging signals transmitted from ground-based pseudolites. The investigates navigation algorithms from a GPS and pseudolite system, It is shown that the positioning accuracy can be improved through the augmentation of pseudolites.

目錄

中文摘要 ………………………………………..i
英文摘要 ……………………………………….ii
目錄 ………………………………………..…..iii
圖表目錄 …..………………………………....vii

第一章 緒論 …………………………………..1
1.1研究動機 ………………..…………………..….….1
1.2.論文架構 ……………..……………………….…..2

第二章 GPS及其擴增系統介紹 …………….3
2.1 GPS 簡介 ………………….……………………..4
2.2 GPS 觀測量 ……………….………………….….7
2.2-1 虛擬距離 ………………………………..…7
2.2-2 載波相位 ……………………………….….8
2.3 GPS 誤差源 ………………………….………..…9
2.3-1 衛星本身的誤差 ...…...……….………..…9
2.3-2 信號傳播誤差 ………….…...…..………..11
2.3-3接收器誤差 ……………………………….12
2.4 GPS 座標系統與時間系統 …………..…….….12
2.4-1 GPS座標系統 .…..…...….……….……..12
2.4-2 GPS 時間系統 ……….…………….…....14
2.5 GPS 軌道計算 ………………..…………….….15
2.6 差分定位 …………………………..…………...19
2.7 近域擴增系統 ………………..…………….…..19
2.8 廣域擴增系統 ..……………...………….……...22

第三章 虛擬衛星 ..……………….…………………..26
3.1虛擬衛星目前之應用回顧 ……….………….….26
3.2虛擬衛星的設計概念 …….………..…………....28
3.2-1簡單型虛擬衛星 …………...……………..28
3.2-2脈衝式虛擬衛星 …………...………….….30
3.2-3同步虛擬衛星 ……………...……………..30
3.3虛擬衛星輔助GPS擴增的優點 ...………….…33
3.4技術上的考量 …………………...……………...35
3.4-1遠近(Near/Far)問題 ..………….………...35
3.4-2 PL的訊號設計 …………………………...37
3.4-3 PL訊號的資料格式 ……………………...38
3.4-4時間同步問題 ……..……….……………..38
3.5實際的考量 ………………………………………40
3.6 討論 ……………………………………….….….41

第四章 GPS與虛擬衛星整合分析 ………….…..43
4.1 GPS 定位計算 ……………………..…………..43
4.2 GPS與PL的整合定位計算 ………..……..…..45
4.2-1最小平方法之運算 ……………………….46
4.3 GPS的精度因子 ………………………..….…..47
4.3-1精度因子之計算 ……………………….…49

第五章 實驗與模擬結果 ………………….….…..52
5.1 系統設備介紹 .……….…………………….…..52
5.2 實驗配置 ………..………………………….…..54
5.3 模擬結果 ……………..………………………...55
5.3-1整合資料處理流程 …………………...…55
5.3-2實驗一結果 ………………………..……56
5.3-3實驗二結果 ……….……………………..63
5.4 討論 …………………………………..….……..66

第六章 結論 ……………………………………...68

參考文獻 ..…………….……………………….…69

參考文獻

1. Cobb,H.S., “GPS Pseudolite : Theory, Design and Application.”
Ph.D. Thesis, Stanford University, September 1997.
2. Lawrence, David at al. “Augmention Kinematic GPS with a pulsed to improve navigation performance.”, Procedings of the 1996 National Technical Meeting, Santa Monica, 1996. p537-545
3. Jinling Wang, Toshaki Tsujii, Chris Rizos ,Liwen Dai, Michael Moore , “GPS and Pseudo-Satellites Integration for Precision Positioning.”, Geomatics Research Australasia, 74, 103-117. 2001.
4. Thomas G. Morley, “Augmentation of GPS with Pseudolite in a Marine Environment.”, UCGE Reports Number 20108, May 1997
5. B. W. Parkinson, J. J. Spilker, P. Axelrad, and P. Enge(eds.), Global Positioning System: Theory and Applications Vols. 1 and 2. American Institute of Aeronautics, 1996
6. Stone,J.M. ,Powell, J.D. “Precise Positioning with GPS near Obstructions by Augmentation with Pseudolites.”, Proceedings of IEEE PLANS 1998, Palm Springs, pp.562-569.
7.Jonathan M. Stone & J. David Powell, “Carrier Phase Integer Ambiguity Resolution Using Dual Frequency Pseudolites.” ION-GPS-98, Nashville, TN, September 17 1998.
8.Jinling Wang, Liwen Dai, Toshiaki Tshujii, Chris Rizos, “GPS/INS/Pseudolite Integration : Concepts, Simulation and Testing.”, ION GPS-2001 meeting, Salt Lake City, USA
9.曾清涼，儲慶美GPS衛星測量原理與應用 國立成功大學 衛星資訊研究中心 1999.
10. 劉大杰，施一民，過靜珺 全球定位系統(GPS)的原理與數據處理,同濟大學出版社 1995
11.莊智清，黃國興 電子導航 全華科技圖書 2000.
12.陳建賓 GPS/GLONASS/INS 整合之探討，國立成功大學電機工程研究所碩士論文 2001
13.陳格志 虛擬衛星性能分析及在近場飛航導引之應用 國立成功功大學航空太空工程研究所碩士論文 2001