單頻BDS精密定位關(guān)鍵理論與模型研究.pdf

1、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）是我國(guó)自主研發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，已于2012年12月27日正式提供區(qū)域服務(wù)。目前BDS高精度應(yīng)用多采用三頻或雙頻接收機(jī)，其成本較昂貴，極大限制了BDS在橋梁等大型工程監(jiān)測(cè)、精細(xì)農(nóng)業(yè)、人員精確定位等相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用，因此研究單頻BDS接收機(jī)實(shí)現(xiàn)高精度導(dǎo)航定位，不僅有利于BDS相關(guān)學(xué)科理論與技術(shù)進(jìn)步，而且對(duì)BDS的推廣應(yīng)用也有重要的實(shí)際意義。本文針對(duì)單頻BDS高精度定位中的關(guān)鍵問(wèn)題開(kāi)展研究，包括周跳探測(cè)、單歷

2、元模糊度解算、多路徑誤差建模和單頻定位可靠性分析等等。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究了常用的單頻載波相位周跳探測(cè)方法，提出一種基于卡爾曼濾波的單頻BDS周跳探測(cè)方法，并進(jìn)行了實(shí)例驗(yàn)證，分析了周跳探測(cè)結(jié)果與BDS星座衛(wèi)星的關(guān)系。⑵提出了一種基于最小二乘的級(jí)聯(lián)單頻單歷元模糊度固定方法，該方法采用BDS單歷元測(cè)碼偽距和單頻載波相位觀測(cè)值組成的雙差觀測(cè)方程與基線長(zhǎng)度約束方程進(jìn)行最小二乘解算，獲得模糊度浮點(diǎn)解方差-協(xié)方差陣，根據(jù)模糊度浮點(diǎn)

3、解精度對(duì)雙差模糊度進(jìn)行(2,1,1,…,1)分級(jí)處理，基于Par Lambda算法分批次固定雙差模糊度，有效提高了模糊度固定成功率和搜索效率。⑶研究了BDS三種不同衛(wèi)星星座的運(yùn)行周期，發(fā)現(xiàn)GEO衛(wèi)星的軌道重復(fù)周期波動(dòng)較大，同一衛(wèi)星的最大波動(dòng)幅度可達(dá)40秒，相比較而言MEO衛(wèi)星表現(xiàn)的較為穩(wěn)定，IGSO衛(wèi)星的軌道重復(fù)周期最為穩(wěn)定；GEO、IGSO衛(wèi)星在任意相鄰兩天的運(yùn)行軌跡均具有較好的重復(fù)性，而對(duì)MEO衛(wèi)星來(lái)說(shuō)，在相鄰兩天沒(méi)有任何相關(guān)性，卻

4、與相隔7天的運(yùn)行軌跡表現(xiàn)出了極強(qiáng)的相關(guān)性。⑷利用單差殘差法提取出相鄰兩天、間隔7天中同一時(shí)段內(nèi)可見(jiàn)衛(wèi)星的單差殘差，同一衛(wèi)星的單差殘差在相鄰兩天最大互相關(guān)系數(shù)出現(xiàn)位置與該衛(wèi)星的軌道運(yùn)行重復(fù)周期的時(shí)間提前量一致的，提取的多路徑誤差的周期性與衛(wèi)星的軌道運(yùn)行重復(fù)周期的時(shí)間提前量保持一致。⑸提出了以MDB為模型誤差計(jì)算有偏估計(jì)成功率并對(duì)模糊度解算的正確性進(jìn)行評(píng)價(jià)，分別以碼觀測(cè)和相位觀測(cè)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，表明亞太地區(qū)BDS固定成功率高于GPS系統(tǒng)，同