GNSS精密單點(diǎn)定位算法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、高精度GNSS單點(diǎn)定位是空間測量技術(shù)的熱點(diǎn),GNSS精密單點(diǎn)定位(PPP)數(shù)據(jù)處理模型的不斷完善使其在測繪等各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,但其周跳探測及修復(fù)和模糊度解算兩大關(guān)鍵問題仍存在不足。本文研究GNSS PPP的周跳探測及修復(fù)和模糊度解算的新方法,并自主開發(fā)GNSS PPP軟件以驗(yàn)證提出的新方法的可靠性和有效性,主要研究內(nèi)容如下:
　　1)精密單點(diǎn)定位與差分定位主要區(qū)別之一在于精密單點(diǎn)定位需要對更多的誤差源進(jìn)行改正。本文首先分析了G

2、NSS PPP各項(xiàng)誤差特性及其對解算精度的影響機(jī)理,給出了各項(xiàng)誤差源的量級。通過不同模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比,確定最優(yōu)改正模型,以提高GNSS PPP導(dǎo)航定位精度;
　　2)數(shù)據(jù)預(yù)處理方法直接影響卡爾曼濾波的收斂速度和GNSS PPP的解算精度與可靠性,周跳探測及修復(fù)是其關(guān)鍵問題之一。研究GNSS PPP非差觀測值周跳探測及修復(fù)問題,提出基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EMD)異常值檢測的周跳探測方法。該方法分析觀測信息的信號特征及信號的異常值特性,通

3、過檢測信號的異常值判斷周跳發(fā)生的位置與大小,并通過實(shí)例驗(yàn)證該方法的適用性;
　　3)研究了 TECR/M-W組合周跳探測及修復(fù)算法,針對電子含量變化率(TECR)無法準(zhǔn)確探測采樣間隔較大(如30s)數(shù)據(jù)周跳的問題,提出利用TECR預(yù)測值與實(shí)測值的殘差作為檢驗(yàn)量進(jìn)行周跳探測方法,消除TECR算法中時間項(xiàng)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:改進(jìn)的TECR/M-W組合周跳探測及修復(fù)算法充分利用兩種算法的優(yōu)點(diǎn),提高了周跳探測及修復(fù)效率,對任意采樣間隔、

4、大小和不同組合的周跳均能有效探測并修復(fù);
　　4)介紹了目前常用的PPP模糊度解算方法,在此基礎(chǔ)上通過推導(dǎo)浮點(diǎn)模糊度、寬巷組合模糊度與窄巷模糊度三者之間關(guān)系,提出無基站PPP模糊度解算方法。利用SOPAC提供的ITRF坐標(biāo)以及GAMIT解算結(jié)果作為真值,對全球IGS站數(shù)據(jù)與實(shí)測數(shù)據(jù)解算結(jié)果與之對比,驗(yàn)證提出的無基站PPP模糊度解算方法的解算精度和可靠性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:提出的PPP模糊度算法在定位精度和與參考坐標(biāo)的絕對偏差上相對于浮

5、點(diǎn)解都有明顯提高;
　　5)研究GLONASS與GPS數(shù)據(jù)處理差異,分析GPS/GLONASS PPP與GPS PPP的區(qū)別,建立了 GPS/GLONASS PPP解算模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明GPS/GLONASS組合定位可以優(yōu)化衛(wèi)星分布,在GPS衛(wèi)星較少時提高PPP適用性,但受制于GLONASS精密星歷和鐘差的精度影響,GPS/GLONASS PPP的定位精度相對于GPS PPP并沒有得到明顯提高;
　　6)自主開發(fā)GNSS P