【摘要】：差分碼偏差是GNSS碼信號在衛(wèi)星與接收機硬件通道內(nèi)的時延偏差,該參數(shù)既是GNSS電離層TEC精確提取建模必須扣除的硬件誤差,與之相關(guān)的TGD、BGD也是GNSS廣播星歷中的基本播發(fā)參數(shù)。同時,DCB的精確估計可以為衛(wèi)星和接收機的硬件及固件性能提供重要參考。隨著當前GNSS的發(fā)展及其應(yīng)用需要,多系統(tǒng)DCB參數(shù)的精確確定研究顯得日益重要。本文針對GNSS的衛(wèi)星和接收機的DCB解算做了相應(yīng)的理論和實驗研究,主要分為以下幾點:(1)詳細介紹了GNSS差分碼偏差的計算原理,對比分析了DLR和IGG兩機構(gòu)的DCB計算模型,探討了使用相位平滑碼觀測值對DCB解算的利弊。分析了電離層高階項延遲等因素對DCB解算所需的碼觀測值的誤差影響情況。(2)基于零均值基準約束方法,本文提出了顧及衛(wèi)星高度角、電離層精度和測站緯度的多頻GNSS DCB解算方法。該方法分為:顧及衛(wèi)星和接收機天線相位中心變化等因素的綜合改正模型。針對北斗系統(tǒng)衛(wèi)星,該模型也包含了衛(wèi)星星內(nèi)多徑改正;顧及衛(wèi)星高度角和接收機緯度分布等因素的綜合定權(quán)模型,該模型有利于提高使用全球范圍內(nèi)的測站進行DCB解算的精度。(3)根據(jù)提出的DCB解算模型,對多頻GPS、BDS、Galileo和QZSS衛(wèi)星及接收機的DCB進行解算,獲得了GNSS DCB的長期時間序列。對于GNSS衛(wèi)星的DCB,將本文結(jié)果和現(xiàn)有產(chǎn)品轉(zhuǎn)換為同一基準進行比較,并對其變化的影響因素進行了分析;對于GNSS接收機的DCB,將不同品牌接收機的DCB進行對比,獲得了不同品牌接收機、不同GNSS的接收機端DCB之間的差異及變化規(guī)律。(4)分別使用CUM、DLR、IGG的衛(wèi)星和接收機DCB產(chǎn)品進行了GPS、BDS、Galileo及多模GNSS的單頻、雙頻和三頻的非差非組合PPP實驗,分析不同機構(gòu)DCB產(chǎn)品對定位精度的影響。結(jié)果表明,本文解算的DCB定位精度優(yōu)于已有的DLR、IGG等機構(gòu)產(chǎn)品。(5)開發(fā)了基于本文提出模型的DCB解算軟件——CUM-DCB(CUMt DCB)軟件,該軟件可批量進行多站多天DCB的解算并生成標準BSX(Bias-SINEX)格式的DCB產(chǎn)品文件。通過對比已有的DCB產(chǎn)品,該軟件獲得的DCB產(chǎn)品滿足的PPP應(yīng)用要求,可以進行實際應(yīng)用。
【圖文】：

圖 2-1 GPS 及 BDS 差分碼偏差與精密/廣播衛(wèi)星鐘差參數(shù)關(guān)系Figure 2-1 GPS and BDS differential code biases and precision/broadcast satellite clock errorparameters圖 2-1 給出了以 GPS 和 BDS 為代表的當前兩種主要的廣播鐘差、精密鐘差的構(gòu)成及其硬件延遲的不同組合形式。在衛(wèi)星端，播發(fā)信號使用的時間基準稱為衛(wèi)星鐘差參考基準。對 GPS 來講，C1C、C1W、C2W 分別從信號的產(chǎn)生到發(fā)出，基于共同的衛(wèi)星鐘差參考基準的延遲分別為C1C 、C1W 、C 2 W 。顯然，C1C、C1W兩碼信號的延遲差異即頻內(nèi)偏差 C1C-C1W C1C C1WDCB = ，兩基準頻率 C1W、C2W 的頻間偏差 C1W-C2W C1W C2WDCB = ；對于 BDS 來講，由于其精密鐘差的定義同GPS類似，三頻C2I、C7I、C6I基于衛(wèi)星鐘差參考基準的延遲分別為C 2 I 、C7 I 、C6 I ，兩基準頻率 C2I、C7I 的頻間偏差定義為 C2I-C7I C2I C7IDCB = 。根據(jù)上述分析及式(2-1)，對兩基準頻率的碼觀測量可以寫成如下 1 ,1 1 12 ,2 2 2s sr r ro ps sr r ro pP c t t I TP c t t I T (2-27)

圖 3-5 電離層信號傳播示意圖Figure 3-5 Schematic diagram of signal propagation in the ionosphereDCB 解算時通常使用高精度的最終 GIM 產(chǎn)品，并利用 MSLM（Mle-Layer Model）映射函數(shù)，將穿刺點處的天頂方向 VTEC 轉(zhuǎn)換為衛(wèi)星方向的 STEC（如圖 3-5 所示[113]）。MSLM 將整個電離層視為一個薄層的描述電離層隨時間和空間變化的不同視線高度角的 TEC，其具體表] M( )1M( )cossin sinionSTEC e VTECeReR Hee ，e 為 IPP 處的衛(wèi)星高度角；e為測站處的衛(wèi)星高度角；地球半徑R =63層薄層高度ionH =450 km，，該參數(shù)與 GIM 產(chǎn)品提供高度參數(shù)一致。
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P228.4

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本文編號：2588604