通信工程硕士经典答辩PPT课件.ppt

XX大学硕士论文答辩 题目 基于样条插值和卡尔曼滤波的钟差预测方法研究 学生 XXX导师 XX教授专业 计算机应用技术 2020 3 18 1 结构目录 1研究的背景 2研究的内容 3实验仿真结果 4总结与展望 2020 3 18 2 时间同步 将分布在各地的不同时钟与标准的时钟对齐 时间 基本的物理量 空间坐标的第四维 Beijing Local 2020 3 18 3 高精度时间同步技术 GPS授时优点 覆盖区域广 授时精度高 可为移动用户服务 2020 3 18 4 GPS授时原理 拉格朗日插值 样条插值理论 卡尔曼滤波理论 2020 3 18 5 接收机坐标已知 假设1 GPS信号传播过程误差已经消除 假设2 真实距离 伪距 2020 3 18 6 获取伪距 卫星星历数据 RINEX观测文件 RINEX导航电文文件 相位观测值伪距观测值多频率频率多普勒积分 卫星钟差 卫星钟参考时刻 卫星轨道各项参数 伪距 卫星坐标 种差 2020 3 18 7 问题 RINEX观测文件记录周期一般为30秒 而接收机解算周期为1s 需进行内插处理 2020 3 18 8 拉格朗日插值 插值区间 计算公式 优点 结构简单 容易实现 需要的条件少 缺点 插值精度在高阶数下严重下降 2020 3 18 9 三次样条插值 满足条件 满足边界条件 在插值区间上连续 在子区间是三次多项式 2020 3 18 10 三次样条插值特点 运算速度快插值精度高高阶时插值精度不会明显下降 优点 需要额外的边界条件边界条件不容易获得插值精度对边界条件极为敏感 缺点 2020 3 18 11 系统误差 系统误差 接收机硬件时延 随机误差 接收机硬件热噪声 软件算法误差 卫星钟差 电离层延迟 对流层延迟 2020 3 18 12 2020 3 18 13 时域范围内的实时递推估计算法 以最小均方误差为准则 不需要存储大量历史数据 实时性好 对噪声的假设为高斯白噪声 2020 3 18 14 计算先验状态估计值 计算先验估计协方差矩阵 计算增益矩阵 更新后验状态估计值 更新估计协方差矩阵 卡尔曼滤波流程 初始化 2020 3 18 15 读取观测文件 求出伪距和每个历元时间 读取导航电文文件 解算信号发出时刻卫星星历 三次样条插值 三次样条插值 求解钟差 卡尔曼滤波 整体流程 2020 3 18 16 10阶拉格朗日插值精度 2020 3 18 17 20阶拉格朗日插值精度 2020 3 18 18 10阶三次样条插值精度 2020 3 18 19 40阶三次样条插值精度 2020 3 18 20 拉格朗日插值精度随着阶数增大而下降 拉格朗日插值阶数越大龙格效应越明显 同等阶数下 样条插值运算速度比拉格朗日快 样条插值插值精度与插值区间的节点数关系不大 2020 3 18 21 能消除钟差序列的随机抖动 能准确地预报接收机钟差 卡尔曼滤波 2020 3 18 22 GPS定位 授时原理 IGS产品的数据结构 拉格朗日 三次样条插值理论 卡尔曼滤波理论 2020 3 18 23 多种钟差处理方法