卫星部分遮蔽条件下GNSS载波相位动态测速模型研究

论文摘要

速度在导航定位系统中充当着重要的角色。随着时代的发展,常规测速技术已不能满足人们的需要,高精度的载波相位时间差分测速受到中外学者们的青睐,如果处在城市复杂环境下,该方法显得不再适用。为解决这一问题,论文围绕载波相位时间差分测速及其精度展开研究,主要内容和成果如下:(1)研究了GPS载波相位时间差分测速的原理和算法,一方面从影响测速结果的误差源入手,分别研究误差对测速结果的影响,结果显示误差源对测速结果的影响为mm/s级;另一方面为评价测速结果的精度,分别从静态和动态两方面对其进行了评价,结果表明:静态状态下,测速精度达到了mm/s级;动态状态下,采用IE商业软件的测速结果为参考值,经比较分析可得知速度精度可达到cm/s级。(2)通过对测速模型的研究,将单系统测速模型推导到多系统测速模型,分别对GPS、BDS、GPS/BDS以及GPS与BDS中不同类别卫星组合测速,并分类进行比较。GPS/BDS组合可以有效改善卫星空间几何分布,测速误差明显减小,但较GPS载波相位时间差分测速波动大,可能是由于接收到的BDS数据存在问题。之后对不同类型BDS卫星分别与GPS进行融合,发现GEO/IGSO/MEO这三类北斗卫星都可以有效的增强测速的稳定性与提高测速精度。(3)研究了接收机仅接收三颗GNSS卫星时,在GNSS载波相位时间差分测速的原理和算法的基础上,添加大地高辅助测速算法,能够在短时间内利用GPS、BDS、GPS/BDS得到保持在10m级的定位精度,实现了多系统三星测速。利用GPS、BDS、GPS/BDS都可以分别将东、北、天三个方向上的测速精度保持在dm/s级。(4)在对其进一步研究发现,在三星GNSS载波相位差分测速模型的基础上,通过添加预测钟差二项式拟合模型,可以求解在双星、单星以及卫星全遮蔽条件下载体速度,通过实验分析可得双星GNSS载波相位差分测速,在60s以内利用GPS、BDS、GPS/BDS可以得到dm/s级测速精度,精度保持时间较短,仅能维持60s,超出部分误差迅速增高。单星测速以及卫星全遮蔽条件下速度预测,虽然能够在60s内计算出载体速度,但仅能计算短时间匀速运动,对于变速运动,并不能得到精度较高的速度值,缺少约束条件。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•   1.3 研究内容及组织结构
• 2 载波相位测速原理
•   2.1 单点定位模型
•   2.2 载波相位时间差分测速原理
•   2.3 周跳探测
•   2.4 载波相位时间差分测速的误差源
•   2.5 静态测速分析
•   2.6 本章小结
• 3 单点测速模型比较与精度分析
•   3.1 多普勒测速
•   3.2 位置中心差分测速
•   3.3 测速原理对比分析
•   3.4 静态测速精度对比
•   3.5 动态测速精度对比
•   3.6 本章小结
• 4 GNSS多系统组合动态测速
•   4.1 GNSS多系统测速
•   4.2 GNSS多系统组合测速模型
•   4.3 GNSS多系统组合测速精度分析
•   4.4 GPS、BDS、GPS/BDS组合测速精度分析
•   4.5 不同类型BDS与GPS组合测速
•   4.6 单类型BDS与GPS组合测速精度比较
•   4.7 双类型BDS与GPS组合测速精度比较
•   4.8 本章小结
• 5 城区卫星数受限下实时GNSS载波相位测速
•   5.1 城区特殊环境下情况分析
•   5.2 卡尔曼滤波法
•   5.3 联合大地高测速法
•   5.4 接收机点位误差精度评定
•   5.5 点位误差对速度测量的影响
•   5.6 多系统三星测速
•   5.7 多系统双星测速
•   5.8 多系统单星测速
•   5.9 卫星全遮蔽条件下速度预测
•   5.10 本章小结
• 6 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李洪涛

导师: 高井祥,李丹

关键词: 速度,非完备,载波相位时间差分,大地高

来源: 中国矿业大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 自然地理学和测绘学

单位: 中国矿业大学

分类号: P228.4

总页数: 96

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