【摘要】：2018年12月27日北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成基本系統(tǒng),正式向“一帶一路”國家和地區(qū)提供基本導(dǎo)航服務(wù),并將在未來一段時(shí)間內(nèi)處于BDS-2/BDS-3共存的局面。BDS-3衛(wèi)星播發(fā)了新的衛(wèi)星信號(hào)B1C和B2a,并且應(yīng)用了諸多新技術(shù),其性能提升需進(jìn)一步的探究。隨著iGMAS的不斷發(fā)展,當(dāng)前已有22個(gè)跟蹤站能夠接收到BDS-3衛(wèi)星信號(hào),需要全面的評估每個(gè)接收機(jī)的性能水平。結(jié)合BDS-3衛(wèi)星,多系統(tǒng)GNSS精密單點(diǎn)定位(MGPPP)可以提高定位精度、可靠性和可用性,但由于BDS-3衛(wèi)星的改進(jìn),是否會(huì)與BDS-2衛(wèi)星產(chǎn)生系統(tǒng)間偏差(ISB)。針對上述問題本文主要研究內(nèi)容如下:(1)本文研究了數(shù)據(jù)完整性、信噪比、多路徑效應(yīng)、電離層延遲和周跳5種觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量分析指標(biāo)和方法,并開發(fā)了多系統(tǒng)GNSS觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量分析軟件。檢驗(yàn)了BDS-3衛(wèi)星B1C和B2a信號(hào)的性能水平,其觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量已達(dá)到和GPS/Galileo衛(wèi)星相當(dāng)水平。(2)介紹了當(dāng)前22個(gè)iGMAS跟蹤站的接收機(jī)類型和分布情況,分析了各跟蹤站對BDS-3衛(wèi)星B1C和B2a信號(hào)的接收能力。結(jié)果表明,GNSS_GGR接收機(jī)的碼觀測值存在較大的粗差,UB4B0-13478接收機(jī)受電離層影響較嚴(yán)重,CETC-54-GMR-4011接收機(jī)的周跳現(xiàn)象較嚴(yán)重,CETC-54-GMR-4016接收機(jī)在各方面表現(xiàn)出良好的性能。(3)研究了多衛(wèi)星系統(tǒng)間系統(tǒng)偏差的處理方法,提出了一種GPS/BDS-2/BDS-3組合PPP估計(jì)ISB的解算模型。估計(jì)了4種接收機(jī)類型的iGMAS跟蹤站BDS-2和BDS-3相對于GPS的ISB參數(shù),進(jìn)而分析了BDS-2和BDS-3間ISB(ISB_(B2,B3))短期穩(wěn)定性。結(jié)果表明,ISB_(B2,B3)與接收機(jī)類型有關(guān)且日變化較為穩(wěn)定,對于BDS-2(B1I,B3I)/BDS-3(B1I,B3I)觀測組合,ISB_(B2,B3)的量級(jí)為幾納秒,日標(biāo)準(zhǔn)差平均值約為3 ns。對于BDS-2(B1I,B3I)/BDS-3(B1C,B2a)觀測組合,ISB_(B2,B3)的量級(jí)為四百納秒左右,日標(biāo)準(zhǔn)差平均值約為10 ns。(4)針對ISB_(B2(B1I,B3I),B3(B1C,B2a))的特性,提出了一種八次多項(xiàng)式(OP)和自回歸移動(dòng)平均模型(ARIMA)組合的ISB短期預(yù)報(bào)模型,并驗(yàn)證了模型精度及預(yù)報(bào)精度。結(jié)果表明,擬合和預(yù)報(bào)殘差平均絕對誤差MAE分別在0.124 ns-0.226 ns和1.322-5.470 ns間,均方根誤差RMS分別在0.345 ns-0.666 ns和1.623-6.025 ns間。各跟蹤站間無顯著性差異,說明提出的短期ISB模型具有較高的擬合精度和良好一致性。(5)提出了一種附加ISB約束的GPS/BDS-2/BDS-3組合PPP模型,并驗(yàn)證了ISB對MGPPP的影響。結(jié)果表明,開放環(huán)境下和遮擋環(huán)境下N、E、U方向的收斂時(shí)間分別縮短了1.13%、1.97%、0.95%和1.58%、1.63%、0.34%,定位精度分別提高了4.12%、6.31%、4.50%和15.79%、8.90%、8.28%。
【圖文】：

GNSS 多系統(tǒng)質(zhì)量分析軟件對當(dāng)前 iGMAS 跟蹤網(wǎng)全部據(jù)進(jìn)行質(zhì)量分析，評估各個(gè)跟蹤站對 BDS-3 衛(wèi)星 B1C 和基于上述 5 個(gè)指標(biāo)對比不同類型接收機(jī)的數(shù)據(jù)質(zhì)量，為下的 ISB 提供數(shù)據(jù)質(zhì)量方面的依據(jù)。 BDS-3 衛(wèi)星播發(fā)了新的衛(wèi)星信號(hào)和應(yīng)用了諸多新技術(shù)帶中將 BDS-2 和 BDS-3 視為兩個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。解算 GP密星歷，并驗(yàn)證其軌道和鐘差精度。基于無電離層組合 組合 PPP 估計(jì) ISB 的解算模型，通過 GPS+BDS-2 和 GBDS-2和BDS-3相對于GPS的ISB參數(shù)，，進(jìn)而得到BDS-分析此 ISB 的短期特性。據(jù)上述 ISB 的短期特性，提出一種八次多項(xiàng)式（OP）和自（ARIMA）組合的 ISB 短期預(yù)報(bào)模型，并驗(yàn)證 ISB 模型報(bào) ISB 作為先驗(yàn)約束加入到 GPS/BDS-2/BDS-3 組合 PPP精度和收斂時(shí)間的提升水平。

2 時(shí)空基準(zhǔn)及多 GNSS 系統(tǒng)表 2-4 不同衛(wèi)星信號(hào)的頻率分配情況Table 2-4 Frequency assignment of different satellite signalsBDS-2 B1I B3I B2IBDS-3 B1C B1I B3I B2b B2aGPS L1 L2 L5Galileo E1 E5b E5a頻率（MHz） 1575.42 1561.098 1268.52 1227.60 1207.14 1176.45波長（cm） 19.03 19.20 23.63 24.42 24.83 25.48
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P228.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2688929