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GNSS高动态接收机关键技术研究的开题报告

一、选题背景和意义

全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS)是指由多颗卫星和与之配合的地面控制系统、用户接收机构和导航处理设备所组成的导航和定位系统。GNSS技术已经得到广泛应用，包括车辆导航、无人机飞行控制、精准农业、地震预警等领域。

高动态接收机是指能在高速运动中准确测量位置、速度、姿态等参数的GNSS接收机。它的研究和应用将广泛涵盖卫星导航、空间探测、地球物理等领域，为实现高速运动物体的精确测量和控制提供了可能。

本项目旨在探究GNSS高动态接收机的关键技术，为开发高速运动物体的精准测量和控制系统提供技术支持和应用创新。

二、研究内容

1.GNSS高动态接收机的系统设计与开发

针对高速运动物体的特点，需要针对系统的要求进行特殊设计。因此需要对系统硬件和软件设计进行研究，包括模块设计、接收机结构设计、获取数据的采样频率和速率等。

2.GNSS高动态接收机的信号处理算法

信号处理算法包括信号预处理、信号跟踪、解算以及伪距、相位、多普勒等信息的处理和精确度估计。针对高动态运动，需要对算法进行专门设计和优化，以提高解算精度和抗干扰性。

3.GNSS高动态接收机的精确测量与控制

针对不同应用场景，需要综合利用GNSS技术和惯性传感器等技术进行组合定位和姿态测量。在高速环境下，需要进行精准的位置、速度和姿态控制，对于医学、航空航天等领域的应用，需要考虑高精度、高稳定性的控制系统。

三、研究目标与研究方法

1.研究目标：

-设计一种高精度、高稳定性的GNSS高动态接收机；

-在高速运动物体的场景中，提高GNSS信号的接收效率，优化系统精度和稳定性；

-综合利用GNSS技术和惯性传感器等技术进行组合定位和姿态测量；

-实现精准控制和应用创新。

2.研究方法：

-基于对GNSS高动态接收机的原理、技术和应用场景的分析，进行系统性能和功能要求的确定；

-针对高速运动物体和GNSS信号弱化的特点，对系统进行硬件和软件设计，并对算法进行优化；

-利用仿真实验和实际试验相结合的方法，对系统进行全面测试和验证，对系统的性能和精度进行评测，并实现应用创新。

四、预期成果

本研究的主要成果包括：

-高精度、高稳定性的GNSS高动态接收机设计与开发；

-针对高速运动物体和GNSS信号弱化的特点，设计优化算法，提高系统的解算精度和抗干扰性；

-利用组合定位和姿态测量实现高速运动物体位置、速度和姿态的精准测量；

-在医学、航空航天等领域，实现GNSS高动态接收机的应用创新。

五、研究难点

-针对GNSS信号弱化的特点，设计优化算法，提高解算精度和抗干扰性；

-针对高速运动物体的特点，设计和开发具有高精度、高速率和高采样频率的硬件和软件系统；

-实现组合定位和姿态测量，提高系统的位置、速度和姿态测量精度和稳定性。

六、进度安排

本研究计划分为四个阶段：

第一阶段：对GNSS高动态接收机的原理、技术和应用场景的分析，确定系统性能和功能要求。

时间：1个月

第二阶段：针对性研究系统的硬件和软件设计，包括模块设计、接收机结构设计、信号处理算法设计。

时间：4个月

第三阶段：利用仿真实验和实际试验相结合的方法，对系统进行全面测试和验证，对系统的性能和精度进行评测，并实现应用创新。

时间：6个月

第四阶段：整理总结研究结果，完成研究报告和论文。

时间：2个月

七、参考文献

[1]张昊,曲贺宝,杨海波,陈峰,赵勐.GNSS接收机的珍珠层压技术[J].电子设计工程,2021(07):9-13.

[2]李青,宫斌,向树斌,周波.高动态场景下基于组合导航的INS/GPS联合定位方法研究[J].控制工程,2018,25(01):120-124.

[3]周福津.GNSS高动态应用状态空间观测器设计及仿真研究[D].大连海事大学,2019.

[4]王栋,张勇,高利芳,贾蓉蓉,曲虎柏,任世岗.高速运动场景下GNSS信号接收机研究综述[J].测绘科学,2019,44(10):1-8.