实时精密单点定位及模糊度固定

发布时间：2017-04-08 20:30

  本文关键词：实时精密单点定位及模糊度固定，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：北斗卫星导航系统(BDS)已提供亚太地区服务,同时GLONASS和GPS系统均满星座运行,研究多系统的融合精密单点定位,成为近年来的研究热点。针对精密单点定位在实时性、收敛速度和模糊度固定等方面存在的问题,首先系统研究了精密单点定位模糊度固定,提出了分步质量控制的PPP部分模糊度固定算法。其次,探讨了组合多系统精密单点定位的定位精度和收敛速度,提出了通过多系统组合定位来缩短PPP模糊度首次固定时间的方法。最后研究了非差实时GPS/GLONASS精密卫星钟差估计。主要工作和结论如下:(1)提出一种分步质量控制的PPP部分模糊度固定算法。首先,对PPP模糊度为非整数的特性进行分析,指出PPP模糊度固定的关键在于未校准硬件延迟小数部分(FCBs)与模糊度的分离。其次,研究了星间单差和非差FCBs的估计方法,并阐述相应的用户端PPP模糊度固定方法。最后,针对卫星刚升起或出现周跳后模糊度需重新初始化,固定模糊度全集较困难的问题,提出一种分步质量控制的PPP部分模糊度固定算法。(2)实现了星间单差和非差FCBs估计并用于用户端PPP模糊度固定。分析了模糊度固定对于短时间PPP定位精度的影响。同时,通过算例对本文提出的分步质量控制的PPP部分模糊度固定策略进行验证。结果表明,相比PPP实数解,PPP模糊度固定解能够显著提高短时间的定位精度;采用分步质量控制的部分模糊度固定策略,能够有效控制宽巷和窄巷未收敛模糊度影响,提高用户端PPP模糊度固定成功率。(3)研究了组合多系统的精密单点定位,主要探讨了组合GPS/GLONASS以及组合GPS/BDS/GLONASS三系统PPP的定位精度和收敛速度。计算表明,在短时间静态与仿动态定位条件下,相比单系统PPP,组合多系统PPP能够提高PPP收敛速度和短时间定位精度,但三系统与双系统PPP定位结果差别不大。(4)提出了通过组合多系统定位来缩短PPP模糊度首次固定时间的方法。依据组合多系统精密单点定位能够加快实数模糊度收敛,基于自主估计的非差FCBs产品对GPS非差模糊度进行固定,研究了组合系统定位对模糊度固定的影响。实验结果表明,通过多系统组合能够加快PPP模糊度的首次固定时间。(5)探讨了非差实时GPS/GLONASS精密卫星钟差估计方法以及组合GPS/GLONASS实时精密单点定位的定位精度和收敛速度。利用自编软件估计的实时GPS/GLONASS卫星钟差与ESA事后精密卫星钟差符合较好。GPS卫星钟差精度都优于0.2ns,GLONASS卫星钟差的精度优于0.5ns。同时,将获得的实时精密卫星钟差应用于实时PPP,结果表明:组合GPS/GLONASS系统PPP能够获得静态定位厘米级,仿动态定位精度水平方向在厘米量级,高程方向优于20cm的精度,而且组合系统的收敛速度快于单系统。
【关键词】：GNSS 精密单点定位 未校准硬件延迟 整周模糊度解算 质量控制 多系统组合 收敛时间 实时卫星钟差
【学位授予单位】：解放军信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P228.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.0 研究背景10-11
• 1.1 研究现状11-16
• 1.1.1 精密钟差研究现状11-13
• 1.1.2 PPP 模糊度固定研究现状13-15
• 1.1.3 组合多系统 PPP 研究现状15-16
• 1.2 研究内容16-18
• 第二章 精密单点定位的基本理论18-33
• 2.1 非差GNSS观测量函数模型18-20
• 2.1.1 IGS非差卫星钟差估计模型19
• 2.1.2 精密单点定位函数模型19-20
• 2.2 观测量随机模型20-21
• 2.3 参数估计方法21-24
• 2.3.1 Kalman滤波21-22
• 2.3.2 PPP滤波模型22-24
• 2.4 PPP数据处理时应顾及的各项误差改正24-32
• 2.4.1 与卫星有关的误差及处理方法24-26
• 2.4.2 与空间传播有关的误差及处理方法26-29
• 2.4.3 与观测站和接收机有关的误差及处理方法29-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第三章 PPP模糊度固定原理和方法33-43
• 3.1 PPP模糊度非整数特性分析33-34
• 3.2 基于星间单差FCBs的模糊度固定算法34-37
• 3.2.1 服务端星间单差FCBs估计方法34-36
• 3.2.2 用户端星间单差PPP模糊度固定方法36-37
• 3.3 基于非差FCBs的模糊度固定算法37-40
• 3.3.1 服务端非差FCBs估计方法38-39
• 3.3.2 用户端非差PPP模糊度固定方法39-40
• 3.4 PPP模糊度固定及验证方法40-41
• 3.4.1 宽巷模糊度验证40
• 3.4.2 窄巷模糊度验证40-41
• 3.5 分步质量控制的部分模糊度固定算法41-42
• 3.6 本章小结42-43
• 第四章 卫星FCBs估计及PPP模糊度固定43-63
• 4.1 星间单差FCBs估计43-51
• 4.1.1 服务端星间单差FCBs解算及特性分析43-45
• 4.1.2 用户端星间单差PPP模糊度固定45-49
• 4.1.3 不同观测时间模糊度固定解效果分析49-50
• 4.1.4 小结50-51
• 4.2 非差FCBs估计51-57
• 4.2.1 服务端非差FCBs解算及特性分析51-53
• 4.2.2 用户端非差PPP模糊度固定53-56
• 4.2.3 小结56-57
• 4.3 部分模糊度固定效果分析57-61
• 4.3.1 部分模糊度固定57-59
• 4.3.2 模糊度残差分析59-61
• 4.3.3 小结61
• 4.4 本章小结61-63
• 第五章 多系统组合精密单点定位63-82
• 5.1 多系统组合精密单点定位模型63-66
• 5.1.1 函数模型63-65
• 5.1.2 随机模型与参数估计方法65-66
• 5.2 GPS/GLONASS组合精密单点定位效果分析66-72
• 5.2.1 静态定位精度和收敛速度分析67-69
• 5.2.2 仿动态定位精度和收敛速度分析69-70
• 5.2.3 组合定位对模糊度首次固定时间影响分析70-72
• 5.3 GPS/BDS/GLONASS组合精密单点定位效果分析72-81
• 5.3.1 静态定位精度和收敛速度分析73-76
• 5.3.2 仿动态定位精度和收敛速度分析76-78
• 5.3.3 组合多系统PPP可用性与可靠性分析78-79
• 5.3.4 组合定位对模糊度首次固定时间影响分析79-81
• 5.4 本章小结81-82
• 第六章 GPS/GLONASS实时卫星钟差估计及实时精密单点定位82-92
• 6.1 GPS/GLONASS实时钟差估计方法83-86
• 6.1.1 观测模型83-85
• 6.1.2 随机模型及参数的估计方法85-86
• 6.2 实时精密卫星钟差精度分析86-88
• 6.2.1 实验方案86-87
• 6.2.2 可见卫星数和PDOP分析87-88
• 6.2.3 GPS/GLONASS实时精密卫星钟差精度分析88
• 6.3 GPS/GLONASS实时精密单点定位分析88-91
• 6.4 本章小结91-92
• 第七章 总结与展望92-95
• 7.1 主要工作总结92-93
• 7.2 不足与展望93-95
• 致谢95-96
• 参考文献96-106
• 作者简历106-107

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：293635