本文關鍵詞：基于GNSS多系統(tǒng)融合的PPP方法研究

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【摘要】：精密單點定位技術(Precise Point Positioning,簡稱PPP)的原理是采用單臺GNSS接收機,利用由IGS提供的精密星歷和衛(wèi)星鐘差,并結合載波相位觀測值進行的高精度定位技術。經(jīng)過十幾年的發(fā)展,PPP基本理論更加充分,實踐處理更加完善。與相對定位相比,PPP能夠擺脫測站間觀測距離的限制,能夠直接獲得高精度的測站坐標、能夠使數(shù)據(jù)處理更為簡便。因此,在科學考察、高精度導航定位及近地衛(wèi)星的定軌、高精度工程測量、國土資源調(diào)查等領域都得到越來越重要的應用。但是,GPS是以觀測衛(wèi)星為基礎的導航定位系統(tǒng),觀測到的衛(wèi)星的多少直接影響它的定位結果,而觀測到的衛(wèi)星的數(shù)目極易受到觀測環(huán)境的影響,像在山區(qū)、建筑群之間以及露天礦區(qū)等觀測條件不理想的情況下,觀測到的衛(wèi)星數(shù)則不足以達到高精度定位的標準,那么怎么使觀測到的衛(wèi)星數(shù)增加呢?一種適用的方法就是結合其他衛(wèi)星定位系統(tǒng),諸如BDS、GLONASS等系統(tǒng)。這個時代是多衛(wèi)星導航系統(tǒng)并存的時代,各衛(wèi)星導航系統(tǒng)的快速發(fā)展既帶來了機遇,同樣也帶來新的挑戰(zhàn)�？紤]到PPP定位現(xiàn)存的問題,如何提高精度,縮短收斂時間,這是個充滿挑戰(zhàn)的課題。隨著近些年來的發(fā)展,BDS系統(tǒng)和GLONASS系統(tǒng)在各個方面都得到了比較可觀的改善。這就為多系統(tǒng)融合進行精密單點定位帶來了必要的基礎。本文的研究成果由以下幾個方面：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,比較了三個系統(tǒng)的時間系統(tǒng)與坐標系統(tǒng)以及其他方面的差異。然后對定位過程中的誤差以及解決方法等進行了詳細的討論,包括與接收機有關、與衛(wèi)星有關以及與傳播路徑有關的各類誤差；2)研究了基于GPS、BDS、GLONASS融合的精密單點定位方法。通過分析GPS\BDS\GLONASS融合進行精密單點定位的基本原理,推導出了融合的觀測方程,并給出了卡爾曼濾波進行數(shù)據(jù)解算的基本理論、各觀測模型的理論基礎以及參數(shù)的估計等；3)分析了多系統(tǒng)融合精密單點定位的性能。在GNSS精密單點定位研究的基礎上,利用實測到的8個測站的3天的數(shù)據(jù),對單天解的有效衛(wèi)星數(shù)以及DOP等方面進入了研究,結果顯示多系統(tǒng)融合對豐富數(shù)據(jù)資源,改善衛(wèi)星空間幾何結構以及提高定位系統(tǒng)的穩(wěn)定性等有很大幫助；而后將這8個測站的數(shù)據(jù)以每0.5h、1h、2h觀測時段進行分割處理,對獲得的三組數(shù)據(jù)分析比較得出,在短時間內(nèi),多系統(tǒng)融合對收斂成功率以及收斂速度有很大的提升,例如在0.5h的觀測時長下的平均收斂率,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。
【關鍵詞】：精密單點定位 多系統(tǒng)融合 定位精度 收斂時間
【學位授予單位】：安徽理工大學
【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國內(nèi)外研究動態(tài)14-15
• 1.2.1 PPP國外研究動態(tài)14-15
• 1.2.2 PPP國內(nèi)研究動態(tài)15
• 1.3 主要研究內(nèi)容與結構15-17
• 2 GNSS定位理論基礎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觀測方程21-23
• 2.3 GNSS觀測值的組合23-25
• 2.4 周跳的探測與修復25-26
• 2.5 本章小結26-27
• 3 GNSS主要誤差及其改正方法27-35
• 3.1 與接收機和測站有關的誤差及其改正方法27-31
• 3.2 與衛(wèi)星有關的誤差及其改正方法31-32
• 3.3 與信號傳播路徑有關的誤差及其改正方法32-34
• 3.4 本章小結34-35
• 4 GNSS精密單點定位關鍵性技術35-54
• 4.1 GNSS精密單點定位的數(shù)學模型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67-69
• 6 結論與展望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70-74
• 致謝74-75
• 作者簡介及主要科研成果75

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