题目：基于GNSS单频定姿软件系统的设计与实现

全球导航卫星系统（GNSS）可在全球范围内为用户提供全天候、连续、实时和高精度的位置速度和时间信息。随着GNSS的逐步发展和完善，导航应用领域也越来越广泛。与获知载体的位置、速度与时间同样重要，姿态测量技术也逐渐成为卫星导航应用领域的热点。姿态测量可应用于卫星、航天器、载人机、无人机、船舶、汽车等高动态的载体上，这些载体要求姿态测量系统具有精度高、实时性强、安装方便等特点。利用GNSS信号进行姿态测量相比于传统的利用惯性器件进行姿态测量更具优势，已经成为当前姿态测量的主要手段之一。

本论文针对GNSS定姿关键技术进行研究，设计并实现了软件系统，通过实际静态及跑车动态实验对系统进行了调试验证。

首先，论文介绍了GNSS定姿系统的背景、意义及国内外的研究现状，阐述了定姿系统的原始数据处理、任务调度及管理、测姿算法的改进、系统调试与验证技术的关键技术。

其次，针对短基线数学模型，给出了姿态解算的详细步骤。其中整周模糊度求解是GNSS姿态测量中最重要的环节，本文分别给出了LAMBDA算法及C-LAMBDA算法的详细估计原理和计算步骤。对于定姿问题，精确的基线长度约束可以显著提高整周模糊度解算的成功率，因此，C-LAMBDA算法作为本文采用的整周模糊度求解方法。

再次，介绍了GNSS定姿软件系统的整体框架和设计思想，并详细介绍了系统的各个主要模块，包括数据输入模块、数据对齐及解码模块、姿态解算模块、滤波模块、数据输出模块；并给出软件系统运作的流程，实现系统“实时性”、“可靠性”的目标。

接着，为了使定姿结果达到高成功率和高精度的目的，研究了提高系统成功率和精度的方法，包括利用载噪比对载波相位进行加权的算法，单历元和多历元结合算法，姿态角约束及滤波估计；并且对各个方法进行仿真或实际实验验证。

最后，根据系统的整体设计，基于ARM板和接收机结合的硬件平台，搭建完成定姿软件系统。通过实际的静动态实验进行GPS L1/L2,BD B1/B2/B3各个频段信号的定姿试验，验证了理论分析和相关算法的正确性和有效性。