本文關鍵詞：GNSS實時動態(tài)周跳探測與修復方法研究

  更多相關文章： 周跳 Kalman濾波 探測與修復 電離層殘差組合 實時動態(tài)

【摘要】：周跳是影響GNSS載波相位測量精度的重要因素之一,特別是在GNSS實時動態(tài)定位中,一種可靠的周跳探測與修復方法顯得尤為重要。本文從單頻和雙頻方法入手,系統(tǒng)分析和驗證了多種探測方法的有效性和局限性,并針對實時動態(tài)數(shù)據(jù)處理,改進了部分周跳探測方法,以達到實時探測與修復非差載波相位周跳的目的。 本文首先以GPS現(xiàn)代化后三頻載波相位觀測值為基礎,闡述了載波相位觀測值線性組合的一般形式,并對組合觀測值的觀測噪聲、電離層折射影響因子及組合觀測值的特性進行了分析；基于載波相位測量的原理,闡述了周跳的起因和特性,并討論了構造檢驗量的思路和標準,以及常見檢驗量。 其次簡要分析了單頻非差方法中的高次差法和Kalman濾波法,雙頻非差方法中的電離層殘差法、偽距相位組合法及Melbourne-Wubbena組合法,通過實驗驗證了各個方法的探測效果及其局限性,并詳細分析了各自的應用范圍等。 針對傳統(tǒng)Kalman濾波法的局限性,本文對濾波法進行了改進,結合三階多項式平滑有效地利用了待估數(shù)據(jù)及先驗信息,實現(xiàn)了周跳的實時探測與估計。采用濾波改進算法和電離層殘差法,分別對實測靜態(tài)測量數(shù)據(jù)與動態(tài)測量數(shù)據(jù)進行測試分析比對,試驗結果表明：濾波改進算法可探測3周以上的非差載波相位周跳,解決了Kalman濾波法對連續(xù)周跳無效的問題,一定程度上改善了濾波法的探測能力和探測范圍,具有一定的可行性。 通過分析濾波改進法和電離層殘差組合的特性,提出了聯(lián)合Kalman濾波和電離層殘差組合的實時探測法,周跳探測與Kalman濾波估計平行進行,該方法能較好地處理靜態(tài)測量數(shù)據(jù)中周跳的實時定位與估計問題。文中采用低動態(tài)的GPS車載測量數(shù)據(jù)進行仿實時數(shù)據(jù)處理試驗,試驗統(tǒng)計結果表明：在一定采樣率的情況下,實時探測法可實時探測出大于1周的非差載波相位周跳,且周跳的估值基本正確。對于周跳中的小周跳、多周跳和連續(xù)周跳等情形,以及電離層殘差法無法探測出來的一些特殊周跳組合,該方法均能正確處理,具有一定的實用性。
【關鍵詞】：周跳 Kalman濾波 探測與修復 電離層殘差組合 實時動態(tài)
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：P228.4
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-15
• 1.1 引言11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 靜態(tài)周跳探測研究現(xiàn)狀12
• 1.2.2 動態(tài)周跳探測研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 基于Kalman濾波的應用13
• 1.3 主要研究內(nèi)容及意義13-15
• 第2章 GNSS觀測量及周跳探測基本理論15-26
• 2.1 GNSS載波相位測量原理15
• 2.2 基本觀測量及觀測方程15-20
• 2.2.1 偽距觀測量及觀測方程16-17
• 2.2.2 載波觀測值及觀測方程17-19
• 2.2.3 多普勒觀測值及觀測方程19
• 2.2.4 差分方程19-20
• 2.3 觀測值的線性組合20-23
• 2.3.1 雙頻線性組合21-22
• 2.3.2 三頻頻線性組合22-23
• 2.4 周跳探測與修復基本理論23-25
• 2.4.1 周跳的特性23-24
• 2.4.2 周跳檢驗量的構造24
• 2.4.3 常用周跳檢驗量24-25
• 2.5 小結25-26
• 第3章 周跳探測與修復方法研究26-46
• 3.1 單頻方法26-33
• 3.1.1 高次差法26-29
• 3.1.2 Kalman濾波法29-33
• 3.2 雙頻方法33-40
• 3.2.1 電離層殘差法33-36
• 3.2.2 偽距相位組合法36-38
• 3.2.3 Melbourne-Wubbena組合法38-40
• 3.3 靜態(tài)實時周跳探測算例分析40-44
• 3.4 小結44-46
• 第4章 GNSS動態(tài)測量周跳探測算例分析46-57
• 4.1 動態(tài)測量數(shù)據(jù)周跳探測46-51
• 4.1.1 改進的動態(tài)濾波法46-48
• 4.1.2 電離層殘差法48-51
• 4.2 動態(tài)測量數(shù)據(jù)周跳實時探測與修復51-56
• 4.2.1 動態(tài)周跳實時探測51-53
• 4.2.2 動態(tài)周跳的修復53-56
• 4.3 小結56-57
• 結論與展望57-59
• 致謝59-60
• 參考文獻60-63

【參考文獻】

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本文編號：764869