基于采样不同步的GPS数据处理方法.pdf

在进行GPS数据处理时，我们常常面临一个技术难题：GPS信号中的基准站（参考站）和移动站（如导弹、飞机等）之间的采样时间不同步。这会导致在使用GPS伪距差分技术进行外弹道测量时，基准站和移动站接收到的信号出现时间偏移，从而影响数据的处理精度。本文提出了基于采样不同步的GPS数据处理方法，利用高阶Lagrange插值算法解决该问题，并通过实验验证了算法的有效性。 GrafNav软件作为一款广泛使用的GPS事后处理软件，在处理采样不同步的数据时存在着不足。GrafNav软件在处理这类数据时会遇到精度超差或无法正常解算的情况。为了解决基准站和移动站采样时刻不同步的问题，本文作者提出了一种有效的解决方法，即高阶Lagrange插值算法。 Lagrange插值算法是一种在数值分析领域中常用的多项式插值方法。它能够利用一系列已知点的函数值来构造一个多项式，这个多项式在这些已知点上的函数值与原函数值完全相同。通过选择合适的插值点并构造相应的Lagrange插值多项式，可以估算出在任意时刻的GPS信号值，从而实现对采样时刻的对齐。在本文的研究中，根据CA码伪距的特性，选择合适的采样点进行插值，从而提高GPS数据处理的精度。 为了验证整点对齐算法的可靠性，作者引入了两套自编软件A和B。软件A用于处理通过整点对齐处理后的数据，而软件B则用于对同一数据集进行插值外推处理。通过比较软件A和软件B的处理结果，并将插值外推结果与GrafNav软件处理结果进行对比，验证了所提出算法的正确性。实验结果表明，使用高阶Lagrange插值算法处理后的GPS数据定位精度可以控制在分米级以内，这一精度水平完全满足了当前各类试验的要求。 此外，本文还提及了在导弹飞行试验中外弹道测量时使用的GPS伪距差分技术。通过使用国际通用的Rine数据交换格式进行数据格式标准化，再利用GrafNav软件进行数据处理。GrafNav软件是加拿大WayPoint公司开发的一款功能强大的GPS后处理软件，被公认为业界技术最先进的软件之一。在导弹试验中，由于移动站（弹上GPS接收机）的采样时刻偏移，基准站和移动站的采样不同步，导致GrafNav软件无法正常运行，出现无法找到有效测量数据的错误提示。通过分析原始测量数据，发现当采样时刻偏移量大于30ms时，会出现程序无法正常运行的问题。为了应对这一挑战，需要开发出有效的数据改正算法，确保能够解算出满足精度要求的外弹道数据。 针对GPS数据处理中存在的采样不同步问题，本文提出了一种高阶Lagrange插值算法，并通过实际应用验证了算法的有效性。这项研究不仅在理论层面分析了插值算法的正确性，而且在实际的导弹飞行试验中得到了成功应用，有效提高了GPS数据处理的精度和可靠性。这对于提升我国GPS数据处理技术具有重要意义，并为后续的科研工作者提供了重要的参考。