本文關鍵詞：GNSS精密單點定位中精密軌道和鐘差內插方法優(yōu)化研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：精密單點定位技術(Precise Point Positioning)是近些年GNSS方面研究的一個熱點。它利用衛(wèi)星的精密星歷和精密鐘差文件,僅僅采用一臺衛(wèi)星接收機進行觀測,利用觀測得到的偽距和載波相位觀測值進行解算,就可以在全球任意地點以靜態(tài)或動態(tài)方式進行高精度定位。由于精密單點定位不能通過差分的方法消除誤差,所以研究該技術的誤差削弱方法至關重要。而衛(wèi)星軌道誤差和衛(wèi)星鐘差是影響定位精度的主要因素。進行厘米級精度的精密單點定位時必須使用高精度的精密星歷。當前各大數據分析中心為用戶提供的精密衛(wèi)星星歷的采樣間隔普遍比較大,而在實際的定位應用中,用戶接收機的采樣間隔卻比較小。為了快速準確的獲得衛(wèi)星的位置,就需要通過內插的方法對衛(wèi)星星歷進行加密。目前常用的內插方法有線性內插法、拉格朗日插值法、牛頓插值法、最小二乘曲線擬合法和切比雪夫多項式擬合法等。所以在實際應用中選取何種衛(wèi)星星歷內插方法是當前亟需解決的關鍵問題之一。本文針對這一問題,對現有精密衛(wèi)星星歷的內插方法進行了研究與探討,并針對插值過程中存在的問題提出了改進方法,并用大量算例驗證了改進后方法的插值精度與適用性。本文首先介紹了精密單點定位的原理、觀測值的基本方程以及定位過程中的誤差源及各種誤差的消弱方法。在此基礎上,詳細闡述了常用的五種插值方法(線性內插、拉格朗日插值、牛頓插值、最小二乘曲線擬合、切比雪夫多項式擬合)的原理及數學模型,分析這五種插值方法的特點及適用性。選取線性內插、拉格朗日插值、最小二乘曲線擬合三種內插方法在MATLAB中編程實現,運用一組北斗衛(wèi)星數據和GPS衛(wèi)星數據作為實驗數據,分別用這三種方法對北斗衛(wèi)星的軌道和鐘差以及GPS衛(wèi)星的軌道和鐘差進行加密,通過對加密后的數據結果的研究,分析這三種方法的插值精度。針對拉格朗日插值算法中的“龍格現象”,提出了一種減弱“龍格現象”的插值方法,并用一組北斗數據驗證了該方法能夠達到的預期效果。最后用該方法完成對GPS衛(wèi)星軌道的插值,并結合線性內插法加密的精密鐘差數據,在RTKLIB軟件中進行精密單點定位解算,得出N、E、U三個方向上的標準差。通過分析解算精度,得出改進后的拉格朗日插值法可以提高精密單點定位的精度的結論。
【關鍵詞】：精密單點定位 北斗 衛(wèi)星鐘差 精密軌道 內插 擬合
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P228.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 關鍵技術的研究現狀11-15
• 1.2.1 精密單點定位技術的研究現狀11-13
• 1.2.2 衛(wèi)星精密星歷內插方法研究現狀13-15
• 1.3 本文主要研究內容與技術路線15-17
• 1.3.1 主要研究內容15-16
• 1.3.2 技術路線16-17
• 1.4 本文的結構安排17
• 1.5 本章小結17-18
• 第2章 精密單點定位的原理及主要誤差源18-31
• 2.1 精密單點定位的原理及觀測值方程18-20
• 2.1.1 精密單點定位的原理18
• 2.1.2 精密單點定位觀測值的基本方程18-20
• 2.2 精密單點定位的計算流程20-21
• 2.3 精密單點定位中的主要誤差源21-30
• 2.3.1 與衛(wèi)星有關的誤差22-24
• 2.3.2 與信號傳播有關的誤差24-29
• 2.3.3 與接收機有關的誤差29-30
• 2.4 本章小結30-31
• 第3章 常用衛(wèi)星軌道和鐘差的內插方法31-37
• 3.1 線性插值法31-32
• 3.2 拉格朗日插值算法32
• 3.3 牛頓插值法32-33
• 3.4 最小二乘曲線擬合法33-34
• 3.5 切比雪夫多項式擬合法34-36
• 3.6 本章小結36-37
• 第4章 三種內插方法算例的對比研究37-55
• 4.1 實驗數據的格式及獲取方式37-40
• 4.1.1 精密星歷數據格式37-38
• 4.1.2 BDS衛(wèi)星星歷和鐘差的獲取38
• 4.1.3 GPS衛(wèi)星星歷和鐘差的獲取38-40
• 4.2 北斗衛(wèi)星軌道和鐘差插值精度分析40-47
• 4.2.1 北斗衛(wèi)星鐘差插值精度40-45
• 4.2.2 北斗衛(wèi)星軌道插值精度45-47
• 4.3 GPS衛(wèi)星軌道和鐘差插值精度分析47-54
• 4.3.1 GPS衛(wèi)星鐘差插值精度47-52
• 4.3.2 GPS衛(wèi)星軌道插值精度52-54
• 4.4 本章小結54-55
• 第5章 優(yōu)化方法的應用研究55-62
• 5.1 優(yōu)化方法簡介及精度分析55-58
• 5.1.1 優(yōu)化方法55
• 5.1.2 精度分析55-58
• 5.2 優(yōu)化方法在精密單點定位中的應用58-61
• 5.2.1 數據準備58-59
• 5.2.2 精密單點定位解算59
• 5.2.3 精度分析59-61
• 5.3 本章小結61-62
• 結論62-64
• 致謝64-66
• 參考文獻66-70
• 攻讀學位期間取得學術成果70

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本文編號：267598