【摘要】：精密單點定位技術(shù)(precisepointpositioning,PPP)指的是通過單臺接收機采集以相位為主的觀測值,使用衛(wèi)星精密星歷和精密鐘差產(chǎn)品,并對相關(guān)的誤差進(jìn)行模型或參數(shù)改正,使其能夠達(dá)到動態(tài)分米級與靜態(tài)厘米級的定位水平。精密單點定位的應(yīng)用不局限于常規(guī)定位中,還可以用于精密定軌、地震監(jiān)測以及對流層、電離層的反演,應(yīng)用前景十分廣闊,在國內(nèi)外導(dǎo)航定位領(lǐng)域已成為研究的熱點。但通過研究發(fā)現(xiàn),在Kalman濾波進(jìn)行精密單點定位參數(shù)估計時,常常會受到觀測異常與動力學(xué)模型異常的影響。當(dāng)PPP某個歷元觀測值存在異常(粗差)時,PPP參數(shù)估計的精度會大大降低,甚至很長時間都無法收斂。動力學(xué)模型異常主要體現(xiàn)在系統(tǒng)的動態(tài)噪聲不準(zhǔn)確而引起的收斂速度慢的問題,其原因為,理論上狀態(tài)參數(shù)協(xié)方差隨著遞推的進(jìn)行,它的值會達(dá)到趨近于零的某個穩(wěn)定值,如果狀態(tài)協(xié)方差不準(zhǔn)確,就需要很長一段時間才能穩(wěn)定,這便增加了 PPP的收斂時間。鑒于此,本文在對PPP及Kalman濾波理論研究的基礎(chǔ)上,提出了解決以上問題的新的方法,主要包括以下兩個部分:(1)針對PPP觀測值出現(xiàn)異常導(dǎo)致的參數(shù)估計值偏差較大以及濾波器發(fā)散等問題,筆者對觀測殘差和新息殘差進(jìn)行了深入的研究,發(fā)現(xiàn)兩種殘差都能很好的檢測并診斷出PPP觀測值異常出現(xiàn)的時刻。因此,本文采用以上兩種殘差來建立抗差因子,通過抗差因子替換掉原來的觀測噪聲協(xié)方差矩陣來達(dá)到抗差目的。(2)在采用Kalman濾波進(jìn)行PPP參數(shù)估計時,Kalman濾波的動力學(xué)模型異常主要體現(xiàn)在動態(tài)噪聲的不準(zhǔn)確上,如果動態(tài)噪聲不準(zhǔn)確,根據(jù)Kalman濾波地推公式,這樣計算出的狀態(tài)協(xié)方差預(yù)測值也就不準(zhǔn)確,進(jìn)而導(dǎo)致濾波增益矩陣與實際值存在微小偏差。由于增益矩陣參與狀態(tài)及其協(xié)方差的估計中,所以增益矩陣的不可靠不僅會增加PPP的收斂時間,還會對參數(shù)估計值的精度造成影響�？紤]到新息殘差中包含著狀態(tài)信息,所以新息殘差也能體現(xiàn)出狀態(tài)的異常,本文的方法是根據(jù)新息殘差來構(gòu)造自適應(yīng)Kalman濾波的自適應(yīng)因子,然后通過分類因子矩陣對狀態(tài)協(xié)方差預(yù)測值進(jìn)行修正,使其相對更加可靠,因此,濾波增益矩陣的可靠性也會得到相應(yīng)的提高,進(jìn)而達(dá)到對參數(shù)及其協(xié)方差改善的目的。最后,通過對IGS多個跟蹤站與多組觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行實驗,采用自編軟件驗證靜/動態(tài)下兩種抗差Kalman濾波的性能以及靜態(tài)下自適應(yīng)Kalman濾波的可靠性。實驗結(jié)果表明,兩種抗差Kalman濾波都能達(dá)到抑制粗差的目的,對參數(shù)估計的精度都有不同程度的改善。對于靜態(tài)PPP下的自適應(yīng)Kalman濾波,狀態(tài)協(xié)方差的預(yù)測值以及估計值較標(biāo)準(zhǔn)Kalman濾波趨于穩(wěn)定的時間有所降低,最終能夠很好的降低PPP的收斂時間,對于參數(shù)估計的精度也有著一定的提高。圖[33]表[3]參[81]
【圖文】：

圖１不同采樣率精密鐘差ＰＰＰ點位精度逡逑

圖２邋Ｋａｌｍａｎ濾波遞推流程逡逑Ｆｉｇ．邋２邋Ｋａｌｍａｎ邋ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ邋ｒｅｃｕｒｒｅｎｃｅ邋ｐａｔｈ逡逑
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P228

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2620377