多模GNSS接收机差分码偏差的时变特性研究

论文摘要

差分码偏差（DCB,包括卫星DCB和接收机DCB）既是GNSS提取高精度电离层TEC估计值的重要误差源,又是衡量接收机硬件性能的重要指标,同时对定位和授时具有显著影响。目前接收机差分码偏差的研究仍局限于美国GPS及俄罗斯GLONASS,且已发布的接收机DCB产品种类偏少,难以满足当前GNSS应用对多模多类型接收机DCB的需求。随着美国GPS、俄罗斯GLONASS系统的不断现代化以及欧盟GALILEO、中国BDS、印度NAVIC、日本QZSS等导航系统的快速发展,多模GNSS接收机差分码偏差的精密处理与时变研究对GNSS定位、导航、授时应用以及电离层TEC精确确定具有重要意义。因此,本文针对当前多模GNSS接收机DCB应用需求,系统地开展多模GNSS接收机DCB的时变特性方面的研究。1.多模接收机频内DCB短期变化特性研究（1月内）基于IGS跟踪网络15个基准站2018年1月的GNSS观测数据,采用几何无关组合技术和“零基准”约束确定多模接收机频内DCB,分析接收机频内DCB一个月的短期变化规律。多模接收机频内DCB短期变化具有优良的稳定性,频内DCB精度较P1-P2类型频间DCB有明显提高。不同型号的接收机DCB不同,表明接收机DCB与其本身硬件性能具有密切关系。其中,SEPT POLARX5型号的接收机DCB短期稳定性最优,标准差为0.01ns。2.多模接收机频内DCB长期变化特性研究（1年内）引入“拟稳”阈值优化零基准,在此基础上基于MGEX观测数据（2018全年内）对GPS、GLONASS两系统的多类型频内接收机DCB进行解算,分析多模接收机频内DCB 一年的长期变化特征。基于“拟稳”方法确定的GPS及GLONASS各类型频内DCB在一年内的变化呈现出较好的稳定性。其中,SEPT POLARX4型号接收机DCB一年内稳定性较其他4个类型接收机稳定性最好,C2W-C2LDCB标准差为0.02s。以CODE和DLR发布值作为参考分析“拟稳”零基准方法确定接收机DCB参数的精度和可靠性,不同方法对比分析表明“拟稳”零基准分离SPR确定DCB参数精确值方法的精度和可靠性较优。3.多模接收机频间DCB长期变化特性研究（1年内）基于MGEX跟踪网络7个基准站2018年的GNSS观测数据,采用广义三角级数函数模型、无几何组合技术和“拟稳”零基准确定多模GNSS接收机频间DCB,分析4个系统（GPS/GLONASS/GALILEO/BDS）多模接收机频间DCB长期变化特征。各类型接收机频间差分码偏差计算值一年内随时间的变化呈现出围绕某一固定值上下波动的规律,具有一定的稳定性,GPS、GLONASS接收机DCB稳定性优于GALILEO、BDS。其中,NOV OEM6型号的接收机DCB一年内稳定性较其他4个型号接收机稳定性最好,标准差分别为GPS C1C-C2W 0.30ns、GPS C1C-C5Q 0.42ns、GLO C1C-C2P 0.33ns、GAL C1C-C5Q 0.50ns。以DLR发布值（非“拟稳”）为参考,“拟稳”零基准确定4个系统的频间接收机DCB参数在卫星严重“失稳”的情况下具有更高的精度和可靠性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景
•   1.2 国内外DCB研究现状及发展趋势
•     1.2.1 接收机DCB参数的处理方法的研究现状
•     1.2.2 接收机DCB参数特性研究现状
•   1.3 研究的目的与意义
•   1.4 研究内容
• 第二章 多模GNSS接收机DCB研究的相关原理与方法
•   2.1 多模GNSS观测方程
•     2.1.1 原始观测方程
•     2.1.2 常用线性组合测量值
•   2.2 GNSS电离层TEC确定方法
•     2.2.1 GNSS电离层时间延迟
•     2.2.2 GNSS电离层TEC提取
•     2.2.3 GNSS电离层TEC建模
•   2.3 GNSS差分码偏差确定方法
•     2.3.1 仪器标定法
•     2.3.2 电离层模型同步估计法
•     2.3.3 非电离层数学模型估计法
•   2.4 本章小结
• 第三章 多模接收机频内DCB短期变化特性研究
•   3.1 多模GNSS接收机差分码偏差含义
•   3.2 引入零基准的频内DCB精确确定方法
•     3.2.1 基于几何无关组合技术提取SPR
•     3.2.2 引入基准条件实现站SPR分离
•   3.3 IGS观测数据选取和测站选择
•     3.3.1 各GNSS跟踪网络
•     3.3.2 GNSS数据选取
•     3.3.3 测站选择及接收机类型统计
•   3.4 一月内接收机频内DCB计算值变化特性研究
•     3.4.1 GPS观测数据接收机频内DCB计算值变化分析
•     3.4.2 GLONASS观测数据接收机频内DCB计算值变化分析
•     3.4.3 不同型号接收机DCB计算值对比分析
•     3.4.4 相同型号不同测站接收机DCB计算值对比分析
•   3.5 本章小结
• 第四章 多模接收机频内DCB长期变化特性研究
•   4.1 引入“拟稳”零基准的频内接收机DCB精确确定方法
•     4.1.1 零基准的“拟稳”优化
•   4.2 GNSS观测数据选取和测站选择
•     4.2.1 GNSS观测数据选取
•     4.2.2 测站选取
•   4.3 GPS观测数据接收机频内DCB计算值长期变化分析
•     4.3.1 一年内接收机频内DCB计算值变化分析（GPS）
•     4.3.2 一年内接收机频内DCB月均值变化分析（GPS）
•   4.4 GLONASS观测数据接收机频内DCB计算值长期变化分析
•     4.4.1 一年内接收机频内DCB计算值变化分析（GLONASS）
•     4.4.2 一年内接收机频内DCB月均值变化分析（GLONASS）
•   4.5 本章小结
• 第五章 多模接收机频间DCB长期变化特性研究
•   5.1 频间DCB参数确定方法:IGGDIF
•   5.2 GNSS观测数据选取和测站选择
•   5.3 GPS观测数据接收机频间DCB计算值长期变化分析
•     5.3.1 一年内接收机频间DCB计算值变化分析（GPS）
•     5.3.2 一年内接收机频间DCB月均值变化分析（GPS）
•   5.4 GLONASS观测数据接收机频间DCB计算值长期变化分析
•     5.4.1 一年内接收机频间DCB计算值变化分析（GLONASS）
•     5.4.2 一年内接收机频间DCB月均值变化分析（GLONASS）
•   5.5 GALILEO观测数据接收机频间DCB计算值长期变化分析
•     5.5.1 一年内接收机频间DCB计算值变化分析（GALILEO）
•     5.5.2 一年内接收机频间DCB月均值变化分析（GALILEO）
•   5.6 BDS观测数据接收机频间DCB计算值长期变化分析
•     5.6.1 一年内接收机频间DCB计算值变化分析（BDS）
•     5.6.2 一年内接收机频间DCB月均值变化分析（BDS）
•   5.7 年内不同系统观测数据接收机DCB计算值对比分析
•   5.8 本章小结
• 第六章 结论与展望
•   6.1 主要结论和研究成果
•   6.2 下一步工作设想
• 参考文献
• 附录A
• 在学期间的研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王岳珊

导师: 赵俊兰,李子申

关键词: 差分码偏差,电离层,多模多频多类型,时变特性

来源: 北方工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 自然地理学和测绘学

单位: 北方工业大学

分类号: P228.4

总页数: 106

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