本文選題：FCBs　切入點：精密單點定位　出處：《武漢大學》2013年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：精密單點定位技術(shù)(Precise Point Positioning, PPP)可以利用單臺接收機在全球范圍內(nèi)進行靜態(tài)或動態(tài)獨立定位,能夠直接獲得靜態(tài)厘米級、動態(tài)分米到厘米級的高精度的坐標結(jié)果,它在地殼形變監(jiān)測、高精度導航定位、低軌衛(wèi)星定軌、GNSS氣象、精密授時等領(lǐng)域得到了廣泛的應用。實時性和高精度是精密定位的研究重點之一。隨著實時軌道確定和實時精密鐘差估計等核心技術(shù)的發(fā)展與進步,精密單點定位技術(shù)已經(jīng)逐漸發(fā)展成為一種實時的高精度定位手段。傳統(tǒng)的精密單點定位中,由于相位未校準延遲偏差中小數(shù)部分FCBs (Fractional-cycle biases)的影響,模糊度參數(shù)為實數(shù)解。國內(nèi)外學者通過研究指出,精密單點定位在E方向的精度仍然可以通過模糊度的固定得到提高。利用區(qū)域或全球的參考站網(wǎng)絡(luò),估計能夠恢復非差模糊度整數(shù)特性的產(chǎn)品,實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)流動站PPP模糊度固定是一項非常有意義的工作,同時也是國內(nèi)外GNSS領(lǐng)域的一個研究熱點。 本文通過對PPP模糊度固定問題全面深入的研究指出,基于FCBs的PPP模糊度固定算法可以利用現(xiàn)有的精密軌道和精密鐘差產(chǎn)品估計FCBs,流動站利用相應的精密軌道、精密鐘差和FCBs產(chǎn)品就能夠?qū)崿F(xiàn)PPP模糊度固定。這種算法能夠在現(xiàn)有的精密鐘差估計方法和產(chǎn)品上展開,具有廣泛的研究基礎(chǔ)和發(fā)展空間。本文針對服務端FCBs估計和用戶端PPP模糊度固定中存在的問題,提出有效的解決辦法,并在“廣域?qū)崟r精密定位系統(tǒng)”的軟件平臺基礎(chǔ)上,開發(fā)了一套從數(shù)據(jù)處理中心FCBs古計到用戶端PPP模糊度固定的軟件模塊。利用實測數(shù)據(jù)驗證了改進算法的正確性。在此基礎(chǔ)上,針對目前關(guān)于精密單點定位的研究都是基于精密軌道和精密鐘差產(chǎn)品的情況,探索和討論了基于廣播星歷和區(qū)域鐘差估計產(chǎn)品的精密單點定位的可行性和在一定范圍內(nèi)的有效性。 本文的研究內(nèi)容主要包括： 1.系統(tǒng)地研究了精密單點定位模糊度固定的理論與技術(shù)。從最基本的函數(shù)模型出發(fā),對導致模糊度非整數(shù)特性的各參數(shù)項及它們與其他待估參數(shù)之間的相互關(guān)系進行了詳細的分析。 2.依據(jù)造成非差模糊度非整數(shù)特性的相位未校準延遲小數(shù)部分FCBs與其他參數(shù)耦合性質(zhì)的不同,首次系統(tǒng)地對國內(nèi)外PPP模糊度固定算法進行了分類,并做了詳細的對比分析。 3.提出了一種附加M估計的FCBs估計方法。在PPP模糊度固定的實時應用中,由于一些因素的影響(如地震等),部分參考站的位置可能會發(fā)生突變,而服務端的參考站坐標并不能夠?qū)崟r更新,這就會導致部分參考站的模糊度估值存在較大的偏差。本文指出可以將含有較大偏差的浮點模糊度的小數(shù)部分當做粗差處理,引入穩(wěn)健估計的理論,通過降低有偏差觀測值的權(quán)比,排除有害觀測值的影響,提高FCBs估計的穩(wěn)健性。實驗分析表明,與原有算法相比,該算法能降低可能的粗差的影響,可以降低PPP模糊度固定實時應用中參考站位置突變的影響。 4.提出采用一種改進的LAMBDA模糊度搜索算法解算PPP的模糊度,以Bootstrapping成功率做為LAMBDA降相關(guān)的性能指標,當該指標滿足一定條件時才嘗試模糊度的搜索與固定。實驗分析表明,改進的LAMBDA算法能夠提高PPP模糊度固定的成功率。 5.以“廣域?qū)崟r精密定位系統(tǒng)”的軟件平臺為基礎(chǔ),進一步精化了軟件系統(tǒng)中的部分誤差模型,并分析了相應的誤差對窄巷模糊度估計的影響。采用改進FCBs估計方法與流動站模糊度固定算法,實現(xiàn)了一套從服務端FCBs產(chǎn)品估計到用戶端模糊度固定的軟件模塊。 6.提出了基于廣播星歷與區(qū)域鐘差的精密單點定位方法。口前PPP及PPP模糊度固定的研究都是基于全球跟蹤站觀測數(shù)據(jù)解算的精密的衛(wèi)星軌道和衛(wèi)星鐘差產(chǎn)品,而采用廣播星歷與區(qū)域鐘差估計產(chǎn)品進行精密單點定位的研究開展的較少。本文分別從理論和實驗驗證兩個方面對基于廣播星歷軌道與區(qū)域鐘差估計產(chǎn)品的PPP模糊度實數(shù)解與固定解的精度及其適用范圍進行了詳細的分析。初步認為在半徑300km的范圍內(nèi),采用廣播星歷與區(qū)域鐘差估計產(chǎn)品的模糊度實數(shù)解PPP能夠達到與采用IGS最終產(chǎn)品相當?shù)木�；在半�?00km以內(nèi)的范圍,模糊度固定可以提高精密單點定位的精度。 7.分別利用省級CORS網(wǎng)、中國大陸構(gòu)造環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和模擬地震平臺的動態(tài)實測數(shù)據(jù),采用精密的衛(wèi)星軌道和衛(wèi)星鐘差產(chǎn)品,對PPP模糊度固定算法進行了驗證和分析。省級CORS網(wǎng)的實例分析表明,PPP模糊度固定解比浮點解在N、E、U三個方向上精度提高分別為23.7%、52.6%、26.6%;中國大陸構(gòu)造環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的結(jié)果表明,PPP模糊度固定解在N、E、U方向上的提高分別為23.88%、38.64%和15.98%；地震平臺動態(tài)數(shù)據(jù)N、E、U方向上的RMS分別從0.94cm、0.84cm、5.77cm提高到0.70cm、0.76cm3.60cm。采用市級CORS網(wǎng)數(shù)據(jù)對基于區(qū)域鐘差的精密單點定位進行了驗證,結(jié)果表明基于廣播星歷與區(qū)域鐘鐘差的PPP模糊度浮點解比采用IGS最終產(chǎn)品的定位精度高,固定解的精度比浮點解精度在N、E、U三個方向上進一步提高,分別為22.1%、46.4%、17.1%。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：武漢大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：P228.4

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本文編號：1644815