电磁环境下GNSS信号特性及对定位结果影响研究

论文摘要

GNSS系统作为一种无线电导航系统,因其所具备的高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、测站间无需通视、能提供三维坐标等特点现已广泛应用于各行各业,交通运输中的导航定位、大型工程中的自动化变形监测、精细农业、无人驾驶等等。随着经济社会的发展,电磁环境越来越复杂,如:高速铁路接触网,高压输电线等,强电磁环境下GNSS定位结果会产生何种影响?为此本文针对电磁场对于GNSS定位的影响开展试验研究,探究电磁环境下GNSS定位结果的时空分布特性。主要研究内容及工作如下:1、介绍了GNSS系统导航信号的组成部分、讨论了原始观测值质量检核的指标以及其检核原理,并通过实测数据验证了相关观测值质量检核软件的可靠性,多径观测点位较之观测条件良好点位相比,原始观测值质量下降明显,同样可以用于对比分析电磁环境下点位观测值质量。2、阐述了现阶段高压输电线区域电磁场以及无线电干扰强度的空间分布研究,在理论层面分析了电磁环境下对于载波相位观测值可能存在的影响,并提出实验方案加以验证。3、通过改变测站与不同电压高压输电线区域距离得到的相应观测数据,分析同一观测时段不同测站间观测数据表明随着距高压线距离减少在多路径效应、信噪比以及周跳比上有变差趋势,不同电压输电线区域影响范围也有所不同,随着电压增大影响范围也有所扩大,即受电磁场影响,GNSS信号质量出现下降,且因电磁波中心频率原因,L1链路受影响要小于L2链路。4、考虑到单差残差可以十分方便的分析单颗卫星的观测误差特性,利用西南交大卫星导航定位研究中心研制的变形监测系统(ADMAS)解算电磁环境下观测点位与电磁环境以外的交大GNSS基站构成短基线,输出各颗卫星的单差残差值,设计实验,精确测出高压线与测站点的位置关系,结合高度角方位角,分析卫星信号穿过输电线区域以及未穿过时段的残差值,发现信号穿过220KV输电线区域时在残差值中确有所体现,但量级较小,足以忽略。5、基于中心研制的网络RTK服务软件VENUS2.0进行网络RTK定位实验并使用多款软件解算多组不同电压环境下的静态观测数据,发现35KV以及220KV高压输电线区域未能对GNSS定位精度造成影响,在经过GNSS定位服务软件处理后,常见电磁环境下GNSS依然能实现高精度定位,额定电压值更低的高铁接触网产生的电磁场更不足以影响GNSS系统正常工作,GNSS定位应用到高铁定位中无需担心接触网产生的电磁影响。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景与意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 GNSS定位技术研究现状
•     1.2.2 电磁场对GNSS影响研究现状
•   1.3 本文研究内容
• 第2章 GNSS基本观测值与质量检核
•   2.1 测码伪距与载波相位
•     2.1.1 测码伪距观测值
•     2.1.2 载波相位观测值
•   2.2 观测值质量衡量指标
•     2.2.1 信噪比
•     2.2.2 多路径效应
•     2.2.3 周跳
•   2.3 TEQC数据质量检核
•   2.4 本章小结
• 第3章 电磁环境下相位观测值分析及数据处理方法
•   3.1 高压输电线区域的电磁环境
•   3.2 电磁环境对载波观测值影响分析
•     3.2.1 电磁环境对于载波传播影响
•     3.2.2 电磁环境对于接收机捕获信号影响
•   3.3 差分（相对）定位基本模型
•   3.4 双差残差恢复单差残差方法
•   3.5 本章小结
• 第4章 电磁场对GNSS定位结果的影响实验研究
•   4.1 对于观测值质量影响实验
•     4.1.1 实验方案设计
•     4.1.2 实验结果及分析
•   4.2 单颗卫星观测值残差与高压线时空关系
•     4.2.1 实验方案设计
•     4.2.2 实验结果及分析
•   4.3 电磁环境下GNSS定位精度研究
•     4.3.1 实验方案设计
•     4.3.2 实验结果及分析
•   4.4 本章小结
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间科研成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 马硕

导师: 黄丁发,冯威

关键词: 定位,电磁场,信号质量,定位精度

来源: 西南交通大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 自然地理学和测绘学,电信技术

单位: 西南交通大学

分类号: P228.4;TN967.1

DOI: 10.27414/d.cnki.gxnju.2019.002037

总页数: 72

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