● 摘要
随着全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)的逐步发展和完善，GNSS高精度定位及定姿技术在汽车、轮船等载体上的应用越来越广泛。目前全球正在建设的GNSS系统包括GPS, GLONASS, Galileo和BDS。
本文以驾校自动考试项目为课题来源，对利用GNSS实现定位和定姿技术的原理进行了深入研究，对系统的软件进行了设计与实现，并通过实际静态及动态实验对系统进行了验证。论文主要包括以下工作:
首先，本文对GNSS系统进行了概述，对国内外利用GNSS进行定位定姿技术的发展现状做出了介绍，并阐述了利用载波相位差分技术来建立数学模型、整周模糊度的求解、提高定位定姿算法成功率和解算结果精度的关键技术。
其次，介绍了驾校自动考试系统的硬件构成和软件所实现的主要功能。为了实现扩展灵活，针对GNSS定位定姿系统的软件进行了模块化设计，说明了每个模块的功能、实现方法及输入输出接口，并详细介绍了主程序、全局变量、读数解码模块、RTK模块以及定姿模块。
再次，对RTK定位技术进行了主要研究，介绍了GNSS基本观测量、观测方程和观测模型以及差分技术原理。详细阐述了RTK技术的基本流程及算法原理，以及在处理实际数据中遇到的问题和解决方法。
接着，针对定姿技术与RTK定位技术的区别，分析了对多频多模定姿技术的研究方法。并且阐明了本设计中求解整周模糊度的CLAMBDA算法的两种搜索方法：空间膨胀法和空间收缩法，以及验证基线矢量解算结果的多基线三角形约束方法。在空间收缩法的基础上实现加权约束的LAMBDA算法是本文研究的创新点。
最后，利用硬件平台采集实际静态及动态场景下的数据，通过本软件系统实时地给出了解算结果，并对实验数据进行了统计与分析。实验结果表明，本文中GNSS定位定姿技术的精度和成功率可以基本满足驾校自动考试系统的要求。