【摘要】：高精度的衛(wèi)星導航定位往往可以使用雙差法來減弱或是消除觀測數(shù)據(jù)中的大部分誤差。然而,因為參考站和流動站之間觀測環(huán)境不同,即使對于短基線而言,雙差法也無法削弱衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)因多路徑效應而產(chǎn)生的誤差,甚至可能放大其對基線解算的影響。偽距和載波相位中的多路徑誤差會降低模糊度浮點解的精度,干擾整周模糊度固定,加大向量結(jié)果偏差等等。為了解決這些問題,本文提出利用半?yún)?shù)回歸模型削弱多路徑誤差,提高基線向量的解算精度。實驗結(jié)果表明,與普通最小二乘法相比,在靜態(tài)基線解算和單歷元基線解算中應用半?yún)?shù)回歸模型可以有效降低多路徑效應的影響。本文的主要研究內(nèi)容包括:1)數(shù)據(jù)采集。分析多路徑誤差的產(chǎn)生原理,據(jù)此設計測量實驗,采集包含多路徑誤差的GNSS短基線觀測數(shù)據(jù)。2)基于半?yún)?shù)回歸模型的靜態(tài)基線解算。采用最小二乘模型和半?yún)?shù)模型處理所采集的含差數(shù)據(jù),通過對比殘差分布與解算結(jié)果的精度,證明半?yún)?shù)模型的優(yōu)越性。針對半?yún)?shù)模型的核心問題——尋找合適的正則化矩陣和正則化參數(shù),本文嘗試使用時間序列法確定正則化矩陣,使用曲線法、廣義交叉核實法(GCV)和最小均方誤差(MSE)法確定正則化參數(shù)并分析幾種方法對于結(jié)果精度的影響。實驗結(jié)果表明,在靜態(tài)基線解算中,半?yún)?shù)模型可以有效減少多路徑誤差,并將坐標精度控制在毫米級。3)基于半?yún)?shù)回歸模型的單歷元基線解算。為避免法方程出現(xiàn)秩虧現(xiàn)象,本文組建P碼偽距方程、寬巷載波相位觀測方程和_1載波相位觀測方程進行單歷元基線解算,同時考慮到單歷元模型僅依靠常規(guī)LAMBDA法固定整周模糊度的成功率較低,選擇結(jié)合部分搜索法固定整周模糊度。在此基礎(chǔ)上,模型所需的正則化組合由三種不同的方案確定。通過對比半?yún)?shù)模型與最小二乘模型的解算結(jié)果,可以證明半?yún)?shù)模型能夠?qū)⒋蟛糠謿v元的精度控制在1.5cm及以下,更適于處理多路徑誤差。
【圖文】：

型對多路徑誤差的削弱作用奠定基礎(chǔ)。章，首先介紹了實驗數(shù)據(jù)和基線真值的采集方法，然后分別采用常規(guī)觀測模型，配合 LAMBDA 算法固定整周模糊度對含差數(shù)據(jù)，通過對比二者的解算結(jié)果與真值之差，證明在靜態(tài)基線解算中效削減的多路徑誤差。最后針對單歷元基線解算驗證半?yún)?shù)模到單個歷元中觀測數(shù)據(jù)較少，固定整周模糊度的難度較大，因此索法確定模糊度并與常規(guī) LAMBDA 法進行成功率對比，驗證析不同的正則化參數(shù)算法對半?yún)?shù)模型的影響，分別用 曲線法法（GCV）、最小均方誤差法（MSE）計算正則化參數(shù) 并代入斂性和結(jié)果精度，最終證明：1.與常規(guī)算法相比，盡管參數(shù)數(shù)值削弱多路徑誤差；2.對于同一組實驗數(shù)據(jù)，不同方法計算參數(shù)成率）有高低之分，基線解算結(jié)果精度亦有不同。章,歸納總結(jié)了本文的主要研究內(nèi)容與相關(guān)成果，闡明了目前半人工尋找最優(yōu)正則化矩陣 和正則化參數(shù) 組合，整體算法仍待后需要進一步深入研究的問題做出展望。

角越小差異越大，總體上不會超過厘米級。但是若天線位于絕對高程較高的位高山地帶，三種模型計算的天頂方向的對流層延遲可能相差數(shù)十厘米，此時一薩斯塔莫寧模型結(jié)果為準。由于氣象元素測定誤差和模型誤差會影響對流層延遲模型的準確性，若僅對流層延遲模型無法獲得能滿足精度要求的改正數(shù)，可以運用參數(shù)估計法對一步優(yōu)化。它的原理是將對流層延遲改正模型求得的值視為近似值，將之作為參數(shù)待入最小二乘準則進行平差計算，從而求出精確的延遲誤差。3）多路徑誤差GNSS 接收機所測得的偽距和相位，應當是衛(wèi)星信號接收天線相位中心至衛(wèi)射天線相位中心的距離，，即為直接波。但在實際測量中，一旦衛(wèi)星信號受到附物體，如地面或者水面、建筑物、車輛、山脈、樹林等的影響而發(fā)生反射，衛(wèi)號將會發(fā)生能量衰減和相位延遲，導致反射波出現(xiàn)并被接收機接收。也就是說此環(huán)境下的 GNSS 接收機所接收的信號實際上是反射波與直接波的合成波，觀測值偏離真值，產(chǎn)生所謂的多路徑誤差。這種由于多個路徑的信號傳播所引干涉時延效應就是多路徑效應[30]。
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P228.4

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 汪平;許家琨;沈國康;孫雪潔;;IGS快速精密星歷與事后精密星歷的定位精度分析[J];海洋測繪;2015年05期

2 陳瑞瓊;劉婭;李孝輝;;衛(wèi)星導航系統(tǒng)中對流層改正模型分析[J];測繪通報;2015年03期

3 張光勝;李任之;程鋼;;GPS多路徑效應實驗測試與分析研究[J];測繪工程;2014年12期

4 周偉莉;李素華;蔣美霞;;基于球諧函數(shù)模型的電離層預報[J];測繪信息與工程;2012年03期

5 潘樹國;鄧健;王慶;;一種新的基于數(shù)理統(tǒng)計的模糊度正確性檢驗方法[J];儀器儀表學報;2012年03期

6 何玉晶;楊力;;基于拉格朗日插值方法的GPS IGS精密星歷插值分析[J];測繪工程;2011年05期

7 劉偉平;郝金明;李作虎;;由廣播星歷解算衛(wèi)星位置、速度及精度分析[J];大地測量與地球動力學;2010年02期

8 宮厚誠;李全海;;基于IGS精密星歷的衛(wèi)星坐標和鐘差插值[J];全球定位系統(tǒng);2009年05期

9 任宇飛;程乃平;;GPS接收機中抗多路徑干擾技術(shù)研究[J];全球定位系統(tǒng);2009年04期

10 郭英起;黃聲享;;高精度GPS定位中多路徑影響研究述評[J];測繪科學;2009年03期

本文編號：2690446