精密单点定位的周跳探测及修复方法研究

论文摘要

精密单点定位技术是近些年导航和定位技术研究的一个热点。它是利用单台接收机的观测值结合IGS（或其他机构）提供的GPS精密卫星轨道和精密卫星钟差信息计算卫星的坐标和钟差,加上对各项误差精细化改正的模型,直接得到ITRF坐标,不仅在理论上证明了其可行性,并成功应用于GIPSY软件中,取得了单天静态定位精度达12cm、事后单历元定位精度达2.33.5dm的实验结果。如何提高定位精度,其中周跳的探测就是一个关键的因素。在处理原始观测数据时,周跳的存在会使观测值中出现一个偏差,这会使观测值失真,从而不能为后期整周模糊度的解算提供“干净”的数据,因而,周跳探测与修复是精密单点高精度定位必须要解决的问题之一。本文在采用原始观测数据实现了几种传统周跳探测与修复方法的基础上,结合精密单点定位周跳探测与修复的特点,探究了一种新的改进方法,并结合实例验证该方法的可行性。论文研究内容与成果主要包括以下几个方面:（1）总结概述了精密单点定位技术基本理论知识,包括精密单点定位的原理以及观测方程和精密单点定位中的主要误差源,若想高效精确的探测并修复周跳,必须了解各个误差源及其特点,进而才能做好精密单点定位数据处理。（2）介绍了周跳产生的原因以及产生周跳对精密单点定位的精度影响。针对载波相位观测值的特点和载波相位方程的建立,提出了构造周跳检验量的思路。周跳的变化就是通过各种检验量的时间序列来反映的,无周跳时,这些检验量序列是随时间平滑变化的。（3）系统分析了高次差法、电离层残差法、多项式拟合法和宽巷相位减窄巷伪距法的适用范围以及探测效果。高次差法对于探测相邻历元的载波相位观测值发生连续周跳不再适用。电离层残差法对于小周跳、大周跳和连续周跳都很敏感,都能很好的探测出周跳,但是无法探测出相同距离的周跳及当?11=?22,无法确定周跳发生在哪个频率上,而且残留了部分电离层延迟。多项式拟合法对接收机运动状态、功能以及采样间隔有一定的要求。宽巷相位减窄巷伪距法不能很好的探测出小至1周的周跳,对于周跳2周及2周以上的都能够很好的探测出来,但是对于等周周跳将无法探测出来。（4）用电离层残差改进算法对武汉大学IGS数据中心下载的原始观测值加入模拟周跳来进行改进算法实验,由此验证了电离层残差二次差的可行性。实验结果表明,二次差分量能更好的消除电离层对电离层残差法的影响,相比与一次差分量能更加稳定且通用,而且对于探测周跳个数少的情况更加敏感;和MW组合联合使用,能很好的改善受到电离层活跃影响的定位精度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 精密单点定位研究现状
•     1.2.2 周跳探测与修复研究现状
•   1.3 主要研究内容及技术路线
•     1.3.1 主要研究内容
•     1.3.2 技术路线
•   1.4 本章小结
• 第2章 精密单点定位技术及其误差来源
•   2.1 精密单点定位原理及观测方程
•     2.1.1 精密单点定位原理
•     2.1.2 精密单点定位观测值的基本方程
•   2.2 载波相位测量
•   2.3 精密单点定位中的主要误差源
•   2.4 本章小结
• 第3章 精密单点定位周跳探测与修复的基本理论
•   3.1 周跳探测与修复基本理论
•     3.1.1 周跳产生的原因及其特征
•     3.1.2 周跳对定位精度的影响
•   3.2 载波相位方程的建立及周跳检验量的构造
•     3.2.1 载波相位观测方程的建立
•     3.2.2 周跳检验量的构造
•   3.3 精密单点定位周跳探测与修复方法研究
•   3.4 本章小结
• 第4章 常用方法对比研究
•   4.1 实验方案
•   4.2 高次差法
•     4.2.1 高次差法试验分析
•     4.2.2 高次差的适用范围
•   4.3 电离层残差法
•     4.3.1 算例分析
•     4.3.2 适用范围
•   4.4 多项式拟合法
•     4.4.1 试验分析
•     4.4.2 多项式拟合适用范围
•   4.5 宽巷相位减窄巷伪距法
•     4.5.1 算例分析
•     4.5.2 适用范围
•   4.6 探测性能对比分析
•   4.7 本章小结
• 第5章 精密单点定位周跳探测与修复方法的改进和实验分析
•   5.1 数据来源
•   5.2 电离层残差改进方法
•     5.2.1 电离层残差法改进方法的建立
•     5.2.2 改进方法实验分析
•   5.3 电离层残差改进方法与MW组合法联合实验分析
•   5.4 对比分析
•   5.5 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 段炳强

导师: 高雅萍,周建东

关键词: 精密单点定位,周跳探测与修复,电离层残差法,宽巷相位减窄巷伪距法

来源: 成都理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 自然地理学和测绘学

单位: 成都理工大学

分类号: P228.4

DOI: 10.26986/d.cnki.gcdlc.2019.000064

总页数: 76

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