本文關(guān)鍵詞：多系統(tǒng)GNSS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)質(zhì)量分析及軟件實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國北斗系統(tǒng)的運(yùn)行,Galileo等建設(shè)推進(jìn)和GPS/GLONASS的完善提升,衛(wèi)星導(dǎo)航已進(jìn)入多系統(tǒng)并存的嶄新時(shí)代,多模多頻觀測信息為提升定位的精度、可靠性、時(shí)效性和連續(xù)性提供了新的技術(shù)條件；原始觀測數(shù)據(jù)作為GNSS定位最主要的數(shù)據(jù)源,對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)解碼與質(zhì)量分析,是多系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)RTK和實(shí)時(shí)PPP等技術(shù)實(shí)現(xiàn)的前提和基礎(chǔ)。而目前的GNSS數(shù)據(jù)解碼和質(zhì)量分析軟件存在較明顯的技術(shù)局限性,主要體現(xiàn)在：無法處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流,不支持BDS數(shù)據(jù),電文格式向上兼容性較弱,且操作復(fù)雜、界面不夠友好直觀。本文針對(duì)BDS兼容GPS/GLONASS的觀測數(shù)據(jù)流,開展觀測電文在線解析、數(shù)據(jù)質(zhì)量實(shí)時(shí)分析和評(píng)價(jià)方法的研究,并開發(fā)了多系統(tǒng)GNSS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)質(zhì)量分析軟件。本文主要的研究內(nèi)容如下：(1) 系統(tǒng)介紹了主流的GNSS原始數(shù)據(jù)流電文格式的內(nèi)容、格式及應(yīng)用,分析每種數(shù)據(jù)格式中觀測數(shù)據(jù)、導(dǎo)航數(shù)據(jù)及各種輔助信息的組織結(jié)構(gòu),研究電文解析方法,并給出具體的解析邏輯流程圖,實(shí)現(xiàn)對(duì)主流電文格式的兼容,即多系統(tǒng)原始GNSS數(shù)據(jù)流的實(shí)時(shí)解析。重點(diǎn)研究了最新的差分電文RTCM3.2版本的多系統(tǒng)統(tǒng)一編碼電文MSM(Multiple Signal Message)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),針對(duì)電文結(jié)構(gòu)中衛(wèi)星信號(hào)標(biāo)志量設(shè)計(jì)思想及觀測數(shù)據(jù)分割原理提出相應(yīng)的解析方法,實(shí)現(xiàn)電文各字段的完整提取,并通過實(shí)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證解析結(jié)果的正確性。(2) 研究了多系統(tǒng)GNSS數(shù)據(jù)質(zhì)量分析的指標(biāo)和方法。從環(huán)境影響、接收機(jī)性能、數(shù)據(jù)丟失率等方面分析了多路徑效應(yīng)、衛(wèi)星信號(hào)的信噪比、觀測數(shù)據(jù)的完整性等相關(guān)的主要指標(biāo)。研究了多路徑效應(yīng)的計(jì)算方法,通過數(shù)據(jù)分析證明多系統(tǒng)融合能夠明顯削弱多路徑效應(yīng)對(duì)定位結(jié)果的影響；通過比較不同測站以及相同測站不同系統(tǒng)的觀測值信噪比,分析接收機(jī)設(shè)備對(duì)觀測噪聲的抑制能力以及各導(dǎo)航系統(tǒng)的觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量；對(duì)反映歷元和觀測數(shù)據(jù)丟失情況的數(shù)據(jù)完整性指標(biāo)進(jìn)行闡述和分析。在分析觀測數(shù)據(jù)本身質(zhì)量內(nèi)容之外,研究了反映多系統(tǒng)星站觀測結(jié)構(gòu)的PDOP值的意義和計(jì)算方法,比較了多系統(tǒng)與單系統(tǒng)的可見衛(wèi)星數(shù)和PDOP值,數(shù)據(jù)表明多系統(tǒng)融合能夠明顯改善星站觀測結(jié)構(gòu),有利于提高復(fù)雜環(huán)境下高精度定位的可靠性。(3) 開發(fā)了多系統(tǒng)GNSS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)質(zhì)量分析軟件。設(shè)計(jì)了軟件的各個(gè)主要組成部分的功能,詳細(xì)闡述了各部分之間的協(xié)同工作流程和線程間數(shù)據(jù)通信的方式。通過本地串口通信和網(wǎng)絡(luò)TCP通信方式實(shí)現(xiàn)本地接收設(shè)備和遠(yuǎn)程基站設(shè)備的原始GNSS數(shù)據(jù)流的實(shí)時(shí)接入；采用TeeChart繪圖控件繪制數(shù)據(jù)解析和質(zhì)量分析結(jié)果并進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；對(duì)不同電文格式數(shù)據(jù)進(jìn)行測試分析,對(duì)生成的結(jié)果文件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得到各時(shí)段數(shù)據(jù)的質(zhì)量結(jié)果,驗(yàn)證了軟件對(duì)原始電文格式的兼容性和數(shù)據(jù)質(zhì)量分析結(jié)果的可靠性。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)據(jù)質(zhì)量分析 GNSS電文解碼 RTCM3.2 PDOP 多路徑
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN967.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 研究背景和意義8-10
• 1.1.1 GNSS發(fā)展現(xiàn)狀8
• 1.1.2 GNSS數(shù)據(jù)流格式8-9
• 1.1.3 GNSS數(shù)據(jù)質(zhì)量分析9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 GNSS電文格式的發(fā)展及應(yīng)用10-12
• 1.2.2 多系統(tǒng)GNSS數(shù)據(jù)質(zhì)量分析軟件12-14
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容及安排14-16
• 第二章 多系統(tǒng)原始GNSS數(shù)據(jù)流解析16-30
• 2.1 主流GNSS信息電文格式介紹及解碼方法16-25
• 2.1.1 BINEX(Binary Exchange)16-18
• 2.1.2 OEM4原始二進(jìn)格式18-19
• 2.1.3 RT27(Record Type 27,Trimble)19-21
• 2.1.4 RTCM差分電文格式標(biāo)準(zhǔn)21-23
• 2.1.5 CMR(Compact Measuerment Record)差分電文格式23-25
• 2.2 RINEX標(biāo)準(zhǔn)格式及其應(yīng)用25-28
• 2.2.1 RINEX2.10版本25-26
• 2.2.2 RINEX3.02版本26-27
• 2.2.3 RINEX文件的生成27-28
• 2.3 本章小結(jié)28-30
• 第三章 多系統(tǒng)GNSS電文(RTCMv3.2)解碼30-40
• 3.1 MSM數(shù)據(jù)組織原理分析及格式介紹30-34
• 3.1.1 觀測量分割原理30-31
• 3.1.2 衛(wèi)星信號(hào)排列方法31-33
• 3.1.3 觀測數(shù)據(jù)塊排列方法33-34
• 3.2 MSM電文解碼方法研究及驗(yàn)證34-39
• 3.2.1 MSM電文解碼方法研究34-36
• 3.2.2 MSM電文解碼結(jié)果驗(yàn)證36-39
• 3.3 本章小結(jié)39-40
• 第四章 多系統(tǒng)GNSS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)質(zhì)量分析方法40-56
• 4.1 GNSS基本觀測量40
• 4.2 GNSS測量的誤差來源40-42
• 4.2.1 與衛(wèi)星有關(guān)的誤差41
• 4.2.2 與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差41-42
• 4.2.3 與接收機(jī)有關(guān)的誤差42
• 4.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量指標(biāo)及分析方法42-54
• 4.3.1 多路徑效應(yīng)分析42-44
• 4.3.2 GNSS組合導(dǎo)航系統(tǒng)PDOP值分析44-51
• 4.3.3 數(shù)據(jù)完整性統(tǒng)計(jì)51-52
• 4.3.4 GNSS衛(wèi)星信噪比52-54
• 4.4 本章小結(jié)54-56
• 第五章 軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)56-64
• 5.1 軟件開發(fā)目標(biāo)與原則56
• 5.2 軟件整體設(shè)計(jì)56-57
• 5.3 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)57-60
• 5.4 數(shù)據(jù)質(zhì)量分析結(jié)果實(shí)時(shí)顯示60-61
• 5.5 結(jié)果輸出文件格式61-62
• 5.6 數(shù)據(jù)測試及驗(yàn)證62-63
• 5.7 本章小結(jié)63-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 主要工作與結(jié)論64-65
• 6.2 研究展望65-66
• 致謝66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文與取得的學(xué)術(shù)成果72

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