發(fā)布時(shí)間：2020-11-01 18:07

　　 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)是我國(guó)獨(dú)立自主發(fā)展的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),于2012年底免費(fèi)公開向亞太地區(qū)提供服務(wù)。不同于GPS全星座采用MEO軌道以及現(xiàn)代化后目前只有部分衛(wèi)星播發(fā)三頻信號(hào),北斗在空間星座部分由三種不同軌道衛(wèi)星構(gòu)建,且還是全球首個(gè)全星座衛(wèi)星播發(fā)三頻信號(hào)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。多頻信號(hào)的出現(xiàn)不僅增加了多余觀測(cè)值,提高了衛(wèi)星定位精度的穩(wěn)定性和可靠性,還可以形成更多波長(zhǎng)較長(zhǎng)、電離層延遲系數(shù)和觀測(cè)值噪聲系數(shù)較小的優(yōu)良組合,可以更加快速準(zhǔn)確地進(jìn)行周跳探測(cè)和模糊度的固定。鑒于多頻組合觀測(cè)值的優(yōu)勢(shì),針對(duì)北斗三頻定位算法開展研究有著十分重要的意義。隨著北斗系統(tǒng)逐步向全球提供免費(fèi)公開服務(wù),以及中國(guó)大陸構(gòu)造環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)(陸態(tài)網(wǎng)絡(luò))GNSS基準(zhǔn)站的不斷升級(jí),部分站點(diǎn)已積累了豐富的北斗觀測(cè)數(shù)據(jù),因此針對(duì)北斗觀測(cè)數(shù)據(jù)處理等方面的研究可驗(yàn)證目前階段北斗數(shù)據(jù)在地殼形變監(jiān)測(cè)中的可行性以及更好地推廣北斗在高精度定位領(lǐng)域中的應(yīng)用。本文在重點(diǎn)研究北斗三頻觀測(cè)值周跳探測(cè)與修復(fù)、三頻模糊度固定算法的基礎(chǔ)上,開展了高精度北斗數(shù)據(jù)的處理、分析及其在形變監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用工作,主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)研究了偽距相位組合法和無幾何相位組合法兩種三頻周跳探測(cè)方法,介紹了兩種方法的數(shù)學(xué)原理、組合系數(shù)的選取準(zhǔn)則。針對(duì)北斗不同采樣率以及不同軌道衛(wèi)星三頻觀測(cè)數(shù)據(jù)的周跳探測(cè)進(jìn)行了詳細(xì)的算例分析,結(jié)果表明:當(dāng)觀測(cè)數(shù)據(jù)采樣率較低時(shí),周跳探測(cè)精度也會(huì)下降,MEO軌道數(shù)據(jù)探測(cè)精度略低于IGSO和GEO軌道。最后實(shí)現(xiàn)了利用兩組偽距相位組合和一組無幾何相位組合對(duì)原始三頻數(shù)據(jù)周跳的準(zhǔn)確修復(fù),并克服了周跳漏探的缺點(diǎn)。(2)基于TCAR逐級(jí)解算模糊度原理,研究了北斗三頻單歷元模糊度固定算法,分析了模糊度逐級(jí)取整固定過程中的誤差。對(duì)三組不同長(zhǎng)度基線的模糊度解算,結(jié)果表明:在中短基線下,模糊度固定成功率較高,當(dāng)基線較長(zhǎng)時(shí)超寬巷和寬巷模糊度固定成功率依然可達(dá)100%,而窄巷模糊度難以直接取整固定。對(duì)此提出了電離層延遲改正法,可在一定程度上提高長(zhǎng)基線窄巷模糊度固定成功率。(3)以GAMIT軟件為工具,對(duì)“陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)”14個(gè)基準(zhǔn)站累積兩年多的BDS/GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行高精度基線處理,詳細(xì)地分析了超長(zhǎng)基線下BDS解算結(jié)果的各項(xiàng)精度評(píng)價(jià)指標(biāo)。針對(duì)GAMIT軟件中BDS相關(guān)誤差模型不完善的情況,分析了接收機(jī)天線相位中心改正對(duì)長(zhǎng)基線解算結(jié)果的影響。結(jié)果表明:BDS和GPS基線解算NRMS值均小于0.25,BDS基線長(zhǎng)度和重復(fù)性在水平方向和GPS相差在mm級(jí),垂向相差基本在1~2cm,兩者在垂向解算精度均小于水平方向,在長(zhǎng)基線下天線相位中心改正對(duì)垂向解算結(jié)果影響大于水平方向,當(dāng)測(cè)站兩端天線一致時(shí)可在一定程度上削弱天線相位中心改正的影響。(4)利用GLOBK對(duì)基線解算結(jié)果進(jìn)行平差,得到了站點(diǎn)在ITRF08框架下的坐標(biāo)時(shí)間序列,以GPS解算結(jié)果為參考對(duì)BDS坐標(biāo)平差結(jié)果的內(nèi)外符合精度進(jìn)行了評(píng)估。對(duì)比分析了兩個(gè)系統(tǒng)得到的坐標(biāo)時(shí)間序列差異,對(duì)待求站點(diǎn)得到的BDS/GPS時(shí)間序列進(jìn)行粗差剔除后采用最小二乘法擬合站點(diǎn)水平方向的速度場(chǎng)。結(jié)果表明:BDS時(shí)間序列穩(wěn)定性較GPS稍差,坐標(biāo)重復(fù)性較GPS稍大,在水平方向BDS坐標(biāo)和GPS相差3~7mm,垂向相差基本在1~2cm;擬合的速度場(chǎng)結(jié)果兩者相差較小,N方向相差0.1~0.8mm/a,E方向相差0.8~1.7mm/a,北斗系統(tǒng)可逐步的應(yīng)用于地殼形變等高精度定位領(lǐng)域。
【學(xué)位單位】：中國(guó)地震局地震研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：P228.4;P227
【部分圖文】：

圖 4.1 GNSS 基準(zhǔn)站分布圖表 4.1 BDS 數(shù)據(jù)基線解算參數(shù)處理參數(shù) 設(shè)置衛(wèi)星截止高度角基線解類型觀測(cè)值類型批處理迭代方案對(duì)流層延遲估計(jì)衛(wèi)星天線相位中心改正固體潮模型海潮模型光壓模型對(duì)流層延遲改正投影函數(shù)10°BASELINELC_AUTCLN1-ITER2MGEX 模型IERS03FES2004BERNEVMF1ITRF08

3:30:00 7:15:00 11:00:00 14:45:00 18:30:00 22:15:00681012可見衛(wèi)星數(shù)時(shí) 間圖 5.1 WUHN 站 BDS\GPS 可見衛(wèi)星數(shù)

中國(guó)地震局地震研究所碩士學(xué)位論文GFZRNX 有 RINEX3 格式數(shù)據(jù)編輯功能但無數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核功能、BNC 數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核信息過于簡(jiǎn)單且交互性較差。針對(duì) WUHN 站的 BDS 衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)，本節(jié)采用捷克國(guó)家大地天文臺(tái)研發(fā)的 Anubis 程序（http://www.pecny.cz/），從多路徑效應(yīng)和信噪比兩個(gè)方面進(jìn)行質(zhì)量檢核，該程序質(zhì)量檢核信息較為豐富可詳細(xì)的分析每一顆衛(wèi)星和每一種信號(hào)的數(shù)據(jù)質(zhì)量。利用 Anubis 程序的 Anubisplot.py 繪圖模塊根據(jù)數(shù)據(jù)檢核結(jié)果繪圖分別如圖 5.3 和圖 5.4 所示。從圖 5.3 可知 BDS 兩個(gè)頻率數(shù)據(jù)的多路徑效應(yīng)基本皆在 15-35cm 之間，當(dāng)高度角較低時(shí)可達(dá) 50cm 左右。多路徑效應(yīng)與衛(wèi)星的高度角和信號(hào)波長(zhǎng)相關(guān)，當(dāng)高度角在 15°以下時(shí)多路徑效應(yīng)誤差較為明顯，B1 頻率信號(hào)多路徑效應(yīng)整體上較 B2 頻率大。
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本文編號(hào)：2865901