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优化历元间载波相位差分的车辆姿态估计模型

王阳阳 王中元 胡超 余志浩

王阳阳, 王中元, 胡超, 余志浩. 优化历元间载波相位差分的车辆姿态估计模型[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20200571
引用本文: 王阳阳, 王中元, 胡超, 余志浩. 优化历元间载波相位差分的车辆姿态估计模型[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20200571
WANG Yangyang, WANG Zhongyuan, HU Chao, YU Zhihao. Vehicle Attitude Estimation Model Using Optimized Time-Differenced Carrier Phase[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20200571
Citation: WANG Yangyang, WANG Zhongyuan, HU Chao, YU Zhihao. Vehicle Attitude Estimation Model Using Optimized Time-Differenced Carrier Phase[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20200571

优化历元间载波相位差分的车辆姿态估计模型

doi: 10.13203/j.whugis20200571
基金项目: 

国家重点研发计划项目(2016YFB0502102),江苏省自然科学基金(BK20181361)。

详细信息
    作者简介:

    王阳阳,硕士,主要从事GNSS精密定位研究。wang2yang1998@163.com

  • 中图分类号: P228

Vehicle Attitude Estimation Model Using Optimized Time-Differenced Carrier Phase

Funds: 

The National Key Research and Development Program of China(2016YFB0502102)

  • 摘要: 针对运动车辆的姿态角传统估计方法成本较高、模型复杂等问题,提出一种低成本、高效率、高精度的基于载波相位时间差分(Time-Differenced Carrier Phase,TDCP)的车辆航向角和俯仰角估计模型。该模型利用一台GNSS (Global Navigation Satellite System)接收机的观测数据,使用复杂度低的TDCP算法得到精确的车辆位移矢量,进而估计车辆航向角和俯仰角。其中,为提高估计效率,模型对传统载波相位时间差分算法进行优化。静态测试和动态测试表明,优化的载波相位时间差分较一般载波相位时间差分效率更高,提出的航向角和俯仰角估计模型能提供精确的航向角和俯仰角估计值,其均方根误差小于0.2°,最大误差小于1.5°。
  • [1] Raskaliyev A, Patel S H, Sobh T M, et al. GNSS-Based Attitude Determination Techniques-A Comprehensive Literature Survey[J]. IEEE Access, 2020,8:24873-24886
    [2] Alban S. Design and performance of a robust GPS/INS attitude system for automobile applications[D]. Stanford University, 2004
    [3] Sun R, Cheng Q, Wang J. Precise vehicle dynamic heading and pitch angle estimation using time-differenced measurements from a single GNSS antenna[J]. GPS Solutions, 2020,24:84
    [4] Evans A G. Roll, pitch, and yaw determination using a global positioning system receiver and an antenna periodically moving in a plane[J]. Marine Geodesy, 1986,10(1):43-52
    [5] Groves P D, Handley R J, Parker S T. Vehicle Heading Determination using only Single-antenna GPS and a Single Gyro:Proceedings of the 22nd International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation (ION GNSS 2009)[C], 2009
    [6] Bahder T B. Attitude determination from single-antenna carrier-phase measurements[J]. Journal of applied physics, 2002,91(7):4677-4684
    [7] No H, Cho A, Han Y, et al. Attitude determination method using single-antenna GPS Gyro and Magnetometer[J]. Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology, 2012
    [8] (宁津生, 王华, 程鹏飞, 等. 2000国家大地坐标系框架体系建设及其进展[J]. 武汉大学学报(信息科学版), 2015,40(5):569-573)

    Ning Jinsheng, Wang Hua, Cheng Pengfei, et al. System Construction and Its Progress of China Geodetic Coordinate System 2000[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015,40(5):569-573
    [9] Graas F, Soloviev A. Precise Velocity Estimation Using a Stand-Alone GPS Receiver[J]. Navigation, 2004,51(4):283-292
    [10] Ding W, Wang J. Precise Velocity Estimation with a Stand-Alone GPS Receiver[J]. Journal of Navigation, 2011,64(2):311-325
  • [1] 曹志鹏, 姜良存, 黄秋钧, 乐鹏, 上官博屹, 罗啊玲, 梁哲恒.  利用破坏重建算法进行物流车辆动态调度 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, doi: 10.13203/j.whugis20200017
    [2] 陈正生, 张清华, 崔阳, 李雪瑞, 邝英才.  单频载波相位移动开窗平滑伪距算法及精度分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, doi: 10.13203/j.whugis20180324
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    [5] 甘雨, 隋立芬, 戚国宾, 张鹤.  陆地导航中GNSS/陀螺仪组合实时测姿方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [6] 孟领坡, 吴杰, 袁义双.  载波相位差分接收机自主完好性监测研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [7] 刘慧, 李清泉, 曾喆, 高春仙.  利用低空视频检测道路车辆 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [8] 温永智, 吴杰.  高轨飞行器精确导航的载波相位时间差分/捷联惯导紧组合算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [9] 易学锋, 闫利.  基于数码相机莫尔效应的位移测量 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [10] 刘友文, 姜卫平, 鄂栋臣, 周晓惠.  南极国际GPS联测的海潮位移改正 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [11] 郑祎, 伍吉仓, 王解先, 顾国华.  GPS精密定位中的海潮位移改正 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [12] 独知行, 欧吉坤, 柴艳菊, 韩保民.  特定基准下的异常位移诊断 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [13] 陈南, 高扬.  数字地图在车辆导航中应用的若干技术问题 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [14] 李德仁, 郭丙轩, 王密, 雷霆.  基于GPS与GIS集成的车辆导航系统设计与实现 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [15] 王文明, 卢江滨.  用微机对光栅位移量进行快速、精确测量 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [16] 杨仁, 潘正风.  激光导线系统测定拱坝位移 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [17] 丁怀日.  加(位移)权亏秩自由网平差法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [18] 陈永奇.  位移向量的L1范数为最小的监测网平差 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [19] 耿涛, 丁志辉, 谢新, 吕逸飞.  基于载波相位差分的多频多GNSS测速精度评估 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, doi: 10.13203/j.whugis20200226
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-10-28

优化历元间载波相位差分的车辆姿态估计模型

doi: 10.13203/j.whugis20200571
    基金项目:

    国家重点研发计划项目(2016YFB0502102),江苏省自然科学基金(BK20181361)。

    作者简介:

    王阳阳,硕士,主要从事GNSS精密定位研究。wang2yang1998@163.com

  • 中图分类号: P228

摘要: 针对运动车辆的姿态角传统估计方法成本较高、模型复杂等问题,提出一种低成本、高效率、高精度的基于载波相位时间差分(Time-Differenced Carrier Phase,TDCP)的车辆航向角和俯仰角估计模型。该模型利用一台GNSS (Global Navigation Satellite System)接收机的观测数据,使用复杂度低的TDCP算法得到精确的车辆位移矢量,进而估计车辆航向角和俯仰角。其中,为提高估计效率,模型对传统载波相位时间差分算法进行优化。静态测试和动态测试表明,优化的载波相位时间差分较一般载波相位时间差分效率更高,提出的航向角和俯仰角估计模型能提供精确的航向角和俯仰角估计值,其均方根误差小于0.2°,最大误差小于1.5°。

English Abstract

王阳阳, 王中元, 胡超, 余志浩. 优化历元间载波相位差分的车辆姿态估计模型[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20200571
引用本文: 王阳阳, 王中元, 胡超, 余志浩. 优化历元间载波相位差分的车辆姿态估计模型[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20200571
WANG Yangyang, WANG Zhongyuan, HU Chao, YU Zhihao. Vehicle Attitude Estimation Model Using Optimized Time-Differenced Carrier Phase[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20200571
Citation: WANG Yangyang, WANG Zhongyuan, HU Chao, YU Zhihao. Vehicle Attitude Estimation Model Using Optimized Time-Differenced Carrier Phase[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20200571
参考文献 (10)

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