Dissertação

{en_GB=GPS Heading and Pitch Estimation using Single-Frequency, Dual-Frequency or Wide-Lane Measurements} {} EVALUATED

{pt=O Global Positioning System permite estimar a atitude de um veículo usando vários receptores com as antenas em posições fixas. As medições de fase da portadora, com precisão milimétrica, são usadas para esse fim. Contudo, estas medições têm um número inteiro de ciclos que é desconhecido, ao qual se da o nome de ambiguidade de fase. O método LAMBDA é actualmente reconhecido como o método mais eficiente para determinar as ambiguidades de fase, principalmente quando são usadas medições de dupla frequência (L1 e L2). Alternativamente, as frequências L1 e L2 podem ser combinadas para criar um novo conjunto de medições (wide-lane) com as quais o LAMBDA também pode ser aplicado. Usando apenas a frequência L1 o LAMBDA não é suficiente para resolver as ambiguidades, então, o método conhecido como Filtro de Ambiguidade é usado para estabilizar a solução obtida. Com as ambiguidades de fase determinadas, a atitude de um veículo pode ser estimada com elevada precisão. Nesta dissertação, a atitude é determinada usando as medições das frequências L1 e L2, wide-lane e só frequência L1, com o intuito de comparar estas três opções e verificar que os resultados obtidos com a frequência L1 conseguem atingir a mesma precisão que as outras duas opções. Para além disto, o filtro de Ambiguidade e estudado mais cuidadosamente, levando à implementação de um novo passo de verificação dentro deste filtro. Os resultados apresentados foram obtidos com testes de campo realizados com dois receptores, permitindo a determinação de dois ângulos de atitude (heading e pitch)., en=The Global Positioning System allows to estimate the attitude of a vehicle by using multiple receivers with the antennas in fixed positions. The carrier phase measurements, with millimeter precision, are used for this purpose. However, these measurements have a number of integer cycles that is unknown, to which it is given the name of phase ambiguity. The LAMBDA method is currently acknowledged as the most efficient method for determining the phase ambiguities, mainly when dual-frequency measurements (L1 and L2) are used. Alternatively, the L1 and L2 frequencies can be combined to create a new set of measurements (wide-lane) with which the LAMBDA can also be applied. Using only L1 frequency, the LAMBDA is not enough to solve the ambiguities, so, the method known as the Ambiguity Filter is used to stabilize the solution obtained. With the phase ambiguities determined, the attitude of a vehicle can be estimated with high precision. In this dissertation, the attitude is determined by using measurements from frequencies L1 and L2, wide-lane and only frequency L1, in order to compare these three options and to verify that the results obtained with L1 frequency can achieve the same precision as the other two options. Besides this, the Ambiguity Filter is studied more thoroughly, leading to the implementation of a new verification step within this filter. The presented results were obtained with field tests performed with two receivers, allowing the determination of two attitude angles (pitch and heading).}
{pt=GPS, determinação de atitude, ambiguidade inteira de fase, duplas diferenças, Filtro de Ambiguidade, método LAMBDA, en=GPS, attitude determination, phase integer ambiguity, double differences, Ambiguity Filter, LAMBDA method}

Maio 25, 2016, 9:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

José Eduardo Charters Ribeiro da Cunha Sanguino

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

António José Castelo Branco Rodrigues

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar