本文關鍵詞：GPS非差模糊度特性研究及PPP固定解的算法實現(xiàn)

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【摘要】：精密單點定位技術(Precise Point Positioning, PPP)只需單個測站就能實現(xiàn)高精度定位,提供全球靜態(tài)厘米級、動態(tài)厘米至分米級的定位服務,以其單站解算、高精度等優(yōu)點逐漸成為國內外衛(wèi)星導航定位領域的研究熱點。自1997年以來PPP技術得到了迅速發(fā)展,在變形觀測、低軌衛(wèi)星定軌、高精度導航定位、精準農業(yè)及交通電力等領域得到了廣闊應用。但是,傳統(tǒng)的PPP技術仍采用浮點解的形式,定位精度和收斂速度仍待提高。載波相位中的諸多偏差造成模糊度非整數(shù),因此模糊度的固定成為PPP技術中亟需解決的問題。本文深入研究了PPP定位原理及數(shù)學模型,分析總結目前常用的非差模糊度固定算法,從PPP觀測方程入手,分析非差模糊度不具有整數(shù)特性的原因,總結模糊度可以恢復成整數(shù)的理由,采用非差方法實現(xiàn)模糊度的固定,并且采用重慶CORS數(shù)據(jù)進行了實例驗證,對固定解的精度進行分析。本文的主要工作與結論如下：(1)闡述了精密單點定位原理、誤差源及參數(shù)估計方法。介紹常用的幾種PPP模型,對影響定位的誤差源進行分類研究,針對各項誤差給出相應的改正模型,介紹了Kalman濾波原理及濾波器的構建,并且用IGS數(shù)據(jù)進行了實例驗證。(2)深入研究了非差模糊度固定算法。從基準站解算FCBs的角度不同,將模糊度固定算法分為三類：基于FCBs的模糊度固定算法、基于整數(shù)鐘的模糊度固定算法、基于實數(shù)的模糊度固定算法。本文分別從原理模型、實現(xiàn)方法等方面對各算法進行闡述研究。通過對各算法定位精度、數(shù)據(jù)存儲特點進行總結分析,決定采用基于FCBs的模糊度固定算法實現(xiàn)固定解。(3)分析模糊度非整數(shù)的原因,實現(xiàn)FCBs的提取。通過對精密單點定位載波相位觀測方程的研究,總結影響模糊度非整數(shù)的因素：初始相位偏差,硬件延遲偏差,傳統(tǒng)無電離層模型偏差等。在此基礎上,分析模糊度能恢復成整數(shù)的可能性。采用非差最小二乘方法提取寬巷FCBs,將寬巷模糊度固定,結合非差PPP模糊度得到窄巷實數(shù)模糊度,采用同樣方法估算窄巷FCBs。重慶CORS數(shù)據(jù)表明：衛(wèi)星寬巷FCBs非常穩(wěn)定,全天波動不大于0.2周；窄巷由于波長較短,FCBs波動稍大,10min內窄巷FCBs較為穩(wěn)定。(4)實現(xiàn)固定解。流動站通過基準站解算的FCBs固定寬巷、窄巷模糊度,兩者組合得到無電離層模糊度,進而實現(xiàn)PPP固定解。本文利用Visual C++ 6.0實現(xiàn)上述算法,包括基準站FCBs的估算和流動站模糊度的固定,并且用重慶CORS數(shù)據(jù)進行了實例驗證：與浮點解相比,固定解定位E方向和U方向精度明顯提升,分別從12mmm、20mm提高到6.5mm、14mm,精度分別提升47.3%和29.1%；收斂時間方面,達到10cm的時間由原來的64min縮短至41min。
【關鍵詞】：精密單點定位 非差模糊度固定 小數(shù)FCBs 無電離層組合模型
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P228.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 引言9-10
• 1.2 研究背景及意義10-11
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.4 主要研究內容13-15
• 第二章 精密單點定位原理與模型15-28
• 2.1 精密單點定位數(shù)學原理與模型15-18
• 2.1.1 無電離層組合模型16-17
• 2.1.2 UofC模型17
• 2.1.3 非組合模型17-18
• 2.2 精密單點定位誤差和改正模型18-24
• 2.2.1 與衛(wèi)星有關的誤差18-20
• 2.2.2 與信號傳播有關的誤差20-22
• 2.2.3 與接收機有關的誤差22-24
• 2.3 參數(shù)估計方法24-26
• 2.3.1 逐歷元最小二乘平差24-25
• 2.3.2 Kalman濾波25-26
• 2.4 算例分析26-27
• 2.5 本章小結27-28
• 第三章 精密單點定位非差模糊度固定算法28-36
• 3.1 算法分類28
• 3.2 基于FCBs的模糊度固定28-31
• 3.2.1 單差方法29-30
• 3.2.2 非差方法30-31
• 3.3 基于整數(shù)鐘的模糊度固定31-33
• 3.4 基于實數(shù)的模糊度固定33-35
• 3.5 本章小結35-36
• 第四章 GPS非差相位模糊度研究36-51
• 4.1 非差模糊度特性研究36-38
• 4.1.1 PPP觀測方程36-37
• 4.1.2 模糊度非整數(shù)特性原因37
• 4.1.3 模糊度能恢復成整數(shù)的理由37-38
• 4.2 GPS模糊度相位偏差38-40
• 4.2.1 初始相位偏差39-40
• 4.2.2 硬件延遲偏差40
• 4.3 非差模糊度FCBs提取40-49
• 4.3.1 模糊度FCBs提取方法41-42
• 4.3.2 寬巷FCBs估算42-47
• 4.3.3 窄巷FCBs估算47-49
• 4.4 本章小結49-51
• 第五章 精密單點定位固定解實例驗證51-57
• 5.1 流動站模糊度固定51-53
• 5.1.1 寬巷模糊度固定52
• 5.1.2 窄巷模糊度固定52-53
• 5.2 固定解實現(xiàn)53-55
• 5.3 精度分析55-56
• 5.4 本章小結56-57
• 第六章 結論與展望57-59
• 6.1 主要工作與結論57-58
• 6.2 研究展望58-59
• 致謝59-60
• 參考文獻60-64
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文與取得的學術成果64

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本文編號：865680