本文關(guān)鍵詞：基于GNSS多系統(tǒng)融合的PPP方法研究

  更多相關(guān)文章： 精密單點(diǎn)定位 多系統(tǒng)融合 定位精度 收斂時(shí)間

【摘要】：精密單點(diǎn)定位技術(shù)(Precise Point Positioning,簡(jiǎn)稱PPP)的原理是采用單臺(tái)GNSS接收機(jī),利用由IGS提供的精密星歷和衛(wèi)星鐘差,并結(jié)合載波相位觀測(cè)值進(jìn)行的高精度定位技術(shù)。經(jīng)過十幾年的發(fā)展,PPP基本理論更加充分,實(shí)踐處理更加完善。與相對(duì)定位相比,PPP能夠擺脫測(cè)站間觀測(cè)距離的限制,能夠直接獲得高精度的測(cè)站坐標(biāo)、能夠使數(shù)據(jù)處理更為簡(jiǎn)便。因此,在科學(xué)考察、高精度導(dǎo)航定位及近地衛(wèi)星的定軌、高精度工程測(cè)量、國(guó)土資源調(diào)查等領(lǐng)域都得到越來越重要的應(yīng)用。但是,GPS是以觀測(cè)衛(wèi)星為基礎(chǔ)的導(dǎo)航定位系統(tǒng),觀測(cè)到的衛(wèi)星的多少直接影響它的定位結(jié)果,而觀測(cè)到的衛(wèi)星的數(shù)目極易受到觀測(cè)環(huán)境的影響,像在山區(qū)、建筑群之間以及露天礦區(qū)等觀測(cè)條件不理想的情況下,觀測(cè)到的衛(wèi)星數(shù)則不足以達(dá)到高精度定位的標(biāo)準(zhǔn),那么怎么使觀測(cè)到的衛(wèi)星數(shù)增加呢?一種適用的方法就是結(jié)合其他衛(wèi)星定位系統(tǒng),諸如BDS、GLONASS等系統(tǒng)。這個(gè)時(shí)代是多衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)并存的時(shí)代,各衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的快速發(fā)展既帶來了機(jī)遇,同樣也帶來新的挑戰(zhàn)。考慮到PPP定位現(xiàn)存的問題,如何提高精度,縮短收斂時(shí)間,這是個(gè)充滿挑戰(zhàn)的課題。隨著近些年來的發(fā)展,BDS系統(tǒng)和GLONASS系統(tǒng)在各個(gè)方面都得到了比較可觀的改善。這就為多系統(tǒng)融合進(jìn)行精密單點(diǎn)定位帶來了必要的基礎(chǔ)。本文的研究成果由以下幾個(gè)方面：1)闡述了GPS、BDS、GLONASS等系統(tǒng)的建立、發(fā)展以及未來發(fā)展的趨勢(shì),比較了三個(gè)系統(tǒng)的時(shí)間系統(tǒng)與坐標(biāo)系統(tǒng)以及其他方面的差異。然后對(duì)定位過程中的誤差以及解決方法等進(jìn)行了詳細(xì)的討論,包括與接收機(jī)有關(guān)、與衛(wèi)星有關(guān)以及與傳播路徑有關(guān)的各類誤差；2)研究了基于GPS、BDS、GLONASS融合的精密單點(diǎn)定位方法。通過分析GPS\BDS\GLONASS融合進(jìn)行精密單點(diǎn)定位的基本原理,推導(dǎo)出了融合的觀測(cè)方程,并給出了卡爾曼濾波進(jìn)行數(shù)據(jù)解算的基本理論、各觀測(cè)模型的理論基礎(chǔ)以及參數(shù)的估計(jì)等；3)分析了多系統(tǒng)融合精密單點(diǎn)定位的性能。在GNSS精密單點(diǎn)定位研究的基礎(chǔ)上,利用實(shí)測(cè)到的8個(gè)測(cè)站的3天的數(shù)據(jù),對(duì)單天解的有效衛(wèi)星數(shù)以及DOP等方面進(jìn)入了研究,結(jié)果顯示多系統(tǒng)融合對(duì)豐富數(shù)據(jù)資源,改善衛(wèi)星空間幾何結(jié)構(gòu)以及提高定位系統(tǒng)的穩(wěn)定性等有很大幫助；而后將這8個(gè)測(cè)站的數(shù)據(jù)以每0.5h、1h、2h觀測(cè)時(shí)段進(jìn)行分割處理,對(duì)獲得的三組數(shù)據(jù)分析比較得出,在短時(shí)間內(nèi),多系統(tǒng)融合對(duì)收斂成功率以及收斂速度有很大的提升,例如在0.5h的觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)下的平均收斂率,GPS單系統(tǒng)為61.01%,BDS單系統(tǒng)為5.50%,GLONASS單系統(tǒng)為72.32%,GPS\BDS雙系統(tǒng)為61.76%,GPS\GLONASS雙系統(tǒng)為91.37%,BDS\GLONASS雙系統(tǒng)為73.36%,GPS\BDS\GLONASS三系統(tǒng)為90.77%。此外在短時(shí)間內(nèi)的定位精度比單系統(tǒng)有了一定的提高,充分體現(xiàn)了多系統(tǒng)融合定位的優(yōu)越性。
【關(guān)鍵詞】：精密單點(diǎn)定位 多系統(tǒng)融合 定位精度 收斂時(shí)間
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P228.4
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 1 緒論13-17
• 1.1 研究背景與研究意義13-14
• 1.2 PPP國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)14-15
• 1.2.1 PPP國(guó)外研究動(dòng)態(tài)14-15
• 1.2.2 PPP國(guó)內(nèi)研究動(dòng)態(tài)15
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)15-17
• 2 GNSS定位理論基礎(chǔ)17-27
• 2.1 GNSS概述17-21
• 2.1.1 GPS定位系統(tǒng)17-18
• 2.1.2 GLONASS定位系統(tǒng)18
• 2.1.3 BDS定位系統(tǒng)18-19
• 2.1.4 GNSS系統(tǒng)間差異性分析19-21
• 2.2 GNSS觀測(cè)方程21-23
• 2.3 GNSS觀測(cè)值的組合23-25
• 2.4 周跳的探測(cè)與修復(fù)25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 3 GNSS主要誤差及其改正方法27-35
• 3.1 與接收機(jī)和測(cè)站有關(guān)的誤差及其改正方法27-31
• 3.2 與衛(wèi)星有關(guān)的誤差及其改正方法31-32
• 3.3 與信號(hào)傳播路徑有關(guān)的誤差及其改正方法32-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 4 GNSS精密單點(diǎn)定位關(guān)鍵性技術(shù)35-54
• 4.1 GNSS精密單點(diǎn)定位的數(shù)學(xué)模型35-44
• 4.1.1 函數(shù)模型35-37
• 4.1.2 多系統(tǒng)融合PPP37-42
• 4.1.3 隨機(jī)模型42-44
• 4.2 參數(shù)的處理44-52
• 4.2.1 序貫最小二乘44-45
• 4.2.2 卡爾曼濾波45-51
• 4.2.3 PPP質(zhì)量控制51-52
• 4.3 本章小結(jié)52-54
• 5 多系統(tǒng)融合PPP性能分析54-69
• 5.1 衛(wèi)星可用性分析55-56
• 5.2 收斂性分析56-58
• 5.3 定位精度分析58-67
• 5.4 本章小結(jié)67-69
• 6 結(jié)論與展望69-70
• 6.1 本文的主要研究成果69
• 6.2 未來工作的展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 致謝74-75
• 作者簡(jiǎn)介及主要科研成果75

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