【摘要】：精密單點定位(Precise Point Positioning,PPP)技術(shù)采用單測站GNSS接收機觀測偽距觀測值和載波相位觀測值,利用相關(guān)機構(gòu)提供的高精度衛(wèi)星星歷、衛(wèi)星軌道和鐘差產(chǎn)品等,并通過模型改正或參數(shù)估計的方法精細考慮與衛(wèi)星端、接收機端以及信號傳播過程中有關(guān)誤差對定位的影響,來解算測站在ITRF框架下的位置坐標、接收機鐘差、對流層延遲等參數(shù)。該技術(shù)具有精度高、作業(yè)靈活、不受基線長度限制等優(yōu)點。PPP技術(shù)采用非差觀測模型,與相對定位的雙差模型相比,PPP技術(shù)在大范圍的移動測量(如地面移動測繪、無人機測圖、無人駕駛、航空攝影測量、海洋測量、低軌衛(wèi)星精密定軌)、大規(guī)模網(wǎng)快速解算、精密授時、大氣科學和地球動力學等很多方面有獨特的應(yīng)用價值。目前,GPS單系統(tǒng)PPP技術(shù)已經(jīng)較為成熟,多系統(tǒng)PPP也開展了大量的研究工作,隨著衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的建設(shè)與發(fā)展,多模多頻GNSS精密單點定位已成為衛(wèi)星導(dǎo)航定位領(lǐng)域的前沿熱點研究方向。然而,多模多頻組合在帶來機遇的同時,也給人們帶來了很多挑戰(zhàn),鑒于此,本文圍繞多模GNSS精密單點定位開展了相關(guān)研究,主要研究工作和結(jié)論如下:(1)在GPS PPP定位模型的基礎(chǔ)上,分別推導(dǎo)雙系統(tǒng)、三系統(tǒng)和四系統(tǒng)組合模式GNSS PPP定位模型。對4種參數(shù)估計方法(最小二乘估計、標準卡爾曼濾波、擴展卡爾曼濾波和前后向組合擴展卡爾曼濾波)進行討論;研究GNSS PPP誤差改正模型;闡述GNSS數(shù)據(jù)質(zhì)量分析理論與控制方法。(2)采用多種GNSS數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核軟件(TEQC/RTKLIB/Anubis),分別對MGEX站和實測的不同遮擋觀測環(huán)境下的觀測數(shù)據(jù)進行質(zhì)量檢核,分析在多種不同觀測環(huán)境情況下GNSS觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量情況,研究工作對于CORS站選址、GNSS數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測等方面具有實際參考價值。(3)分析不同解算策略對精密單點定位性能的影響,總結(jié)出GNSS PPP處理策略的適用方法。(4)利用MGEX分析中心提供的多系統(tǒng)GNSS精密軌道和鐘差產(chǎn)品等進行多模GNSS靜態(tài)/動態(tài)精密單點定位試驗。靜態(tài)定位方面,GRCE組合在很短的時間內(nèi)可以得到相對比較高的定位精度,在15min左右E,N,U的3個方向的靜態(tài)解RMS值分別為7cm,3cm,8cm,30min靜態(tài)解均能達到2cm。動態(tài)定位方面,當截止高度角為40°時,GPS單系統(tǒng)難以滿足定位服務(wù)的需求,GRCE組合的E、N方向較GC組合改善有限,但高程方面改善顯著,平均改善率大約可達25%,盡管E、N方向較GC組合改善不明顯,但水平方向定位精度最優(yōu)可達5cm,高程方向最優(yōu)可達11cm。(5)對BDS/QZSS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位性能進行評估,BDS+QZSS組合的靜態(tài)PPP在E、N和U三個方向的定位精度較BDS單系統(tǒng)均有所提升。當截止高度角為7°、15°和30°時,U方向定位精度提高大約25%~34%,E和N方向定位精度分別提高大約10%~13%和23%~34%。當截止高度角為40°時,U方向上,BDS+QZSS組合系統(tǒng)比BDS單系統(tǒng)在低高度角(7°和15°)情形下改善尤為明顯,定位精度提高大約30%以上;動態(tài)PPP方面,BDS+QZSS組合的動態(tài)PPP定位精度、可用性和可靠性較BDS單系統(tǒng)均有提升,特別在高度角較大時(30°和40°),E和N方向定位精度改善率大約10%~50%,U方向定位精度改善率可達50%以上。未來隨著日本QZSS系統(tǒng)衛(wèi)星建設(shè)的完善以及中國BDS系統(tǒng)衛(wèi)星的全球組網(wǎng),在城市、山區(qū)、建筑物密集區(qū)和遮擋嚴重等區(qū)域,QZSS系統(tǒng)衛(wèi)星將對改善GNSS系統(tǒng)的定位精度、可靠性、可用性和穩(wěn)定性等方面發(fā)揮很大作用。(6)分析不同遮擋觀測環(huán)境下多模GNSS PPP定位性能,在不同遮擋觀測環(huán)境下,觀測時間內(nèi)GPS單系統(tǒng)靜態(tài)PPP可用率大約30~85%,GRCE組合歷元可用率大約85~98%,可用歷元較GPS單系統(tǒng)提高大約8~170%,GRCE組合E、N、U三方向定位精度較GPS單系統(tǒng)分別改善大約10~95%、6~85%、2~95%。復(fù)雜環(huán)境下多系統(tǒng)GNSS PPP對于提高定位精度、收斂時間、定位穩(wěn)定性和可靠性等方面具有較好的應(yīng)用價值。
【圖文】：

技術(shù)路線流程圖

第 3 章 GNSS 數(shù)據(jù)質(zhì)量分析理論與控制方法（differential Code Biases，DCB），使用單頻觀測值精密單點定位或者非 P1P2類型接收機精密單點定位時，需要考慮硬件延遲偏差的影響。目前，在 IGS 站上歐洲定軌中心（CODE）提供了每個月的 GNSS 衛(wèi)星和接收機硬件延遲偏差產(chǎn)品。圖 3.1 為 CODE 提供的 2018 年 1 月 GPS 和 GLONASS 衛(wèi)星 DCB 產(chǎn)品（圖3.1（a）為 P1P2，圖 3.1（b）為 P1C1，，圖 3.1（c）為 P2C2）。
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P228.4

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 任曉東;張柯柯;李星星;張小紅;;BeiDou、Galileo、GLONASS、GPS多系統(tǒng)融合精密單點[J];測繪學報;2015年12期

2 徐龍威;劉暉;張明;錢闖;舒寶;;不同截止高度角多模GNSS組合單點定位性能分析[J];大地測量與地球動力學;2015年06期

3 潘宗鵬;柴洪洲;劉鳴;董冰全;王華潤;;實時GLONASS精密衛(wèi)星鐘差估計及實時精密單點定位[J];大地測量與地球動力學;2015年06期

4 張小紅;左翔;李盼;潘宇明;;BDS/GPS精密單點定位收斂時間與定位精度的比較[J];測繪學報;2015年03期

5 呂浩;張友陽;陳正生;崔陽;王宇譜;周拓;;TEQC及其繪圖軟件在GNSS數(shù)據(jù)預(yù)處理中的改進研究[J];海洋測繪;2015年02期

6 潘林;蔡昌盛;;北斗數(shù)據(jù)質(zhì)量分析軟件設(shè)計與實現(xiàn)[J];測繪工程;2014年10期

7 劉站科;付文舉;黃觀文;李昕;;GPS/GLONASS組合精密單點定位[J];測繪通報;2014年07期

8 張顯云;姚黔貴;張鵬飛;黃安信;張俊;;基于TEQC的GNSS數(shù)據(jù)質(zhì)量可視化表達與分析[J];測繪通報;2014年04期

9 高曉;戴吾蛟;;抗差Helmert方差分量估計在GPS/BDS組合定位中的應(yīng)用[J];大地測量與地球動力學;2014年01期

10 李鶴峰;黨亞民;秘金鐘;陽凡林;;BDS與GPS、GLONASS多模融合導(dǎo)航定位時空統(tǒng)一[J];大地測量與地球動力學;2013年04期

本文編號：2674834