本文關(guān)鍵詞：多系統(tǒng)動態(tài)PPP技術(shù)及其在無驗(yàn)潮水深測量中的應(yīng)用研究

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【摘要】：隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的不斷發(fā)展與完善,高精度衛(wèi)星定位技術(shù)已經(jīng)在交通、通信、測繪等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,在滿足定位精度的同時,作業(yè)范圍與測繪成本也是值得關(guān)注的問題。RTK與測深技術(shù)相結(jié)合的無驗(yàn)潮水深測量已經(jīng)得到一定的應(yīng)用,但其存在需至少兩臺接收機(jī)、測量點(diǎn)至基站的距離限制等不足之處。采用精密單點(diǎn)定位技術(shù)(Precise Point Positioning, PPP)能夠僅利用單臺接收機(jī)實(shí)現(xiàn)高精度定位,具有不受測點(diǎn)到基準(zhǔn)站距離限制等優(yōu)勢,結(jié)合多系統(tǒng)聯(lián)合定位能夠充分利用各系統(tǒng)的衛(wèi)星,增強(qiáng)定位的可靠性。本文在對多系統(tǒng)動態(tài)PPP深入研究的基礎(chǔ)上,將其應(yīng)用于無驗(yàn)潮水深測量中,論文的主要內(nèi)容與成果如下：(1)詳細(xì)闡述了PPP的函數(shù)模型、隨機(jī)模型和各項誤差處理方法。分析了傳統(tǒng)模型、UofC模型及無模糊度模型模型的特點(diǎn),基于先驗(yàn)?zāi)Ｐ秃万?yàn)后估計模型的定權(quán)方法；研究了影響PPP定位精度的主要誤差來源,以及計算或消除這些誤差的處理方法。(2)深入研究了動態(tài)PPP的主要數(shù)據(jù)處理方法。在數(shù)據(jù)預(yù)處理階段,分別對拉格朗日內(nèi)插模型、鐘跳和周跳的探測、毫秒級鐘跳的修復(fù)方法進(jìn)行了研究與分析。在數(shù)據(jù)濾波解算階段,闡述了附有水位約束的抗差Kalman濾波原理,并利用實(shí)例證明了抗差Kalman濾波相比于標(biāo)準(zhǔn)Kalman濾波,能夠有效減弱粗差影響、提高定位穩(wěn)定性。(3)分別采用GPS、GLONASS.BDS單系統(tǒng)和三系統(tǒng)聯(lián)合進(jìn)行動態(tài)PPP解算。利用天津CORS站點(diǎn)的觀測數(shù)據(jù)計算比較各系統(tǒng)和三系統(tǒng)聯(lián)合定位時的定位精度和收斂速度。算例結(jié)果表明,三系統(tǒng)組合定位能夠大幅增加可用衛(wèi)星數(shù),為定位提供冗余觀測值,從而提高定位穩(wěn)定度和可靠度。經(jīng)統(tǒng)計,三系統(tǒng)動態(tài)PPP誤差收斂至10 cm的平均時間為22.38 min,相比GPS單系統(tǒng)提高84.8%；收斂后的定位誤差RMS值在N、E、U三個方向分別為1.46 cm、3.21 cm、2.49 cm,點(diǎn)位精度相比GPS單系統(tǒng)提高12.9%。(4)將多系統(tǒng)動態(tài)PPP技術(shù)應(yīng)用于無驗(yàn)潮水深測量中。闡述了無驗(yàn)潮水深測量的基本原理以及各高程之間的轉(zhuǎn)換方式,介紹了無驗(yàn)潮水深測量的外業(yè)測量流程、使用的儀器規(guī)格和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,利用PPP得到的天線大地高與RTK的高程結(jié)果之間存在4 cm的平均差值,結(jié)合測深數(shù)據(jù)計算得到的航基面水位值與驗(yàn)潮站提供的水位相比,99.7%的測點(diǎn)水位結(jié)果偏差值在20cm以內(nèi),能夠滿足水深測量的精度要求。
【關(guān)鍵詞】：動態(tài)精密單點(diǎn)定位 多系統(tǒng) 無驗(yàn)潮水深測量 Kalman濾波
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P228.4;P229
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景與意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 動態(tài)精密單點(diǎn)定位技術(shù)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 動態(tài)精密單點(diǎn)定位技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容13-15
• 第二章 精密單點(diǎn)定位模型及主要誤差分析15-27
• 2.1 精密單點(diǎn)定位函數(shù)模型15-17
• 2.1.1 傳統(tǒng)模型15-16
• 2.1.2 UofC模型16-17
• 2.1.3 無模糊度模型17
• 2.2 精密單點(diǎn)定位隨機(jī)模型17-20
• 2.2.1 先驗(yàn)?zāi)Ｐ?/span>17-19
• 2.2.2 驗(yàn)后估計模型19-20
• 2.3 主要誤差來源與改正方法20-26
• 2.3.1 與衛(wèi)星相關(guān)的誤差20-23
• 2.3.2 與傳播過程相關(guān)的誤差23-24
• 2.3.3 與接收機(jī)相關(guān)的誤差24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 動態(tài)精密單點(diǎn)定位數(shù)據(jù)處理方法及濾波過程27-39
• 3.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理27-29
• 3.1.1 拉格朗日插值27
• 3.1.2 鐘跳探測與修復(fù)27-28
• 3.1.3 周跳探測28-29
• 3.2 動態(tài)Kalman濾波29-32
• 3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)Kalman濾波29-30
• 3.2.2 抗差Kalman濾波30-31
• 3.2.3 附加水位約束的Kalman濾波31-32
• 3.3 軟件設(shè)計流程32-34
• 3.4 濾波算例分析34-38
• 3.4.1 靜態(tài)數(shù)據(jù)模擬動態(tài)解算及結(jié)果分析34-36
• 3.4.2 動態(tài)數(shù)據(jù)解算及結(jié)果分析36-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第四章 多系統(tǒng)動態(tài)精密單點(diǎn)定位關(guān)鍵技術(shù)及結(jié)果分析39-51
• 4.1 多系統(tǒng)的時空統(tǒng)一39-42
• 4.1.1 時間系統(tǒng)39-40
• 4.1.2 坐標(biāo)系統(tǒng)40-42
• 4.2 單系統(tǒng)動態(tài)精密單點(diǎn)定位結(jié)果分析42-46
• 4.3 多系統(tǒng)動態(tài)精密單點(diǎn)定位結(jié)果分析46-49
• 4.3.1 衛(wèi)星幾何結(jié)構(gòu)分析46-48
• 4.3.2 動態(tài)解算及結(jié)果分析48-49
• 4.4 本章小結(jié)49-51
• 第五章 動態(tài)精密單點(diǎn)定位在無驗(yàn)潮水深測量中的應(yīng)用51-63
• 5.1 水深測量基本原理與誤差分析51-53
• 5.1.1 無驗(yàn)潮水深測量原理51-52
• 5.1.2 無驗(yàn)潮與有驗(yàn)潮主要誤差來源52-53
• 5.2 實(shí)驗(yàn)測試方案53-56
• 5.2.1 外業(yè)測量設(shè)備與步驟53-54
• 5.2.2 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理與格式54-56
• 5.3 實(shí)例分析56-62
• 5.3.1 PPP與RTK定位結(jié)果比較分析57-60
• 5.3.2 PPP與人工潮位結(jié)果比較分析60-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 第六章 結(jié)論與展望63-65
• 6.1 論文總結(jié)63-64
• 6.2 研究展望64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研活動69

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