基于GNSS多系統(tǒng)融合的PPP方法研究.pdf

1、精密單點定位技術(shù)(PrecisePointPositioning,簡稱PPP)的原理是采用單臺GNSS接收機，利用由IGS提供的精密星歷和衛(wèi)星鐘差，并結(jié)合載波相位觀測值進行的高精度定位技術(shù)。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，PPP基本理論更加充分，實踐處理更加完善。與相對定位相比，PPP能夠擺脫測站間觀測距離的限制，能夠直接獲得高精度的測站坐標、能夠使數(shù)據(jù)處理更為簡便。因此，在科學考察、高精度導航定位及近地衛(wèi)星的定軌、高精度工程測量、國土資源調(diào)查等領(lǐng)域

2、都得到越來越重要的應用。
　　但是，GPS是以觀測衛(wèi)星為基礎(chǔ)的導航定位系統(tǒng)，觀測到的衛(wèi)星的多少直接影響它的定位結(jié)果，而觀測到的衛(wèi)星的數(shù)目極易受到觀測環(huán)境的影響，像在山區(qū)、建筑群之間以及露天礦區(qū)等觀測條件不理想的情況下，觀測到的衛(wèi)星數(shù)則不足以達到高精度定位的標準，那么怎么使觀測到的衛(wèi)星數(shù)增加呢？一種適用的方法就是結(jié)合其他衛(wèi)星定位系統(tǒng)，諸如BDS、GLONASS等系統(tǒng)。這個時代是多衛(wèi)星導航系統(tǒng)并存的時代，各衛(wèi)星導航系統(tǒng)的快速發(fā)展既帶來

3、了機遇，同樣也帶來新的挑戰(zhàn)?？紤]到PPP定位現(xiàn)存的問題，如何提高精度，縮短收斂時間，這是個充滿挑戰(zhàn)的課題。隨著近些年來的發(fā)展，BDS系統(tǒng)和GLONASS系統(tǒng)在各個方面都得到了比較可觀的改善。這就為多系統(tǒng)融合進行精密單點定位帶來了必要的基礎(chǔ)。
　　本文的研究成果由以下幾個方面:
　　1)闡述了GPS、BDS、GLONASS等系統(tǒng)的建立、發(fā)展以及未來發(fā)展的趨勢，比較了三個系統(tǒng)的時間系統(tǒng)與坐標系統(tǒng)以及其他方面的差異。然后對定位過程

4、中的誤差以及解決方法等進行了詳細的討論，包括與接收機有關(guān)、與衛(wèi)星有關(guān)以及與傳播路徑有關(guān)的各類誤差;
　　2)研究了基于GPS、BDS、GLONASS融合的精密單點定位方法。通過分析GPS\BDS\GLONASS融合進行精密單點定位的基本原理，推導出了融合的觀測方程，并給出了卡爾曼濾波進行數(shù)據(jù)解算的基本理論、各觀測模型的理論基礎(chǔ)以及參數(shù)的估計等;
　　3)分析了多系統(tǒng)融合精密單點定位的性能。在GNSS精密單點定位研究的基礎(chǔ)上，

5、利用實測到的8個測站的3天的數(shù)據(jù)，對單天解的有效衛(wèi)星數(shù)以及DOP等方面進入了研究，結(jié)果顯示多系統(tǒng)融合對豐富數(shù)據(jù)資源，改善衛(wèi)星空間幾何結(jié)構(gòu)以及提高定位系統(tǒng)的穩(wěn)定性等有很大幫助;而后將這8個測站的數(shù)據(jù)以每0.5h、1h、2h觀測時段進行分割處理，對獲得的三組數(shù)據(jù)分析比較得出，在短時間內(nèi)，多系統(tǒng)融合對收斂成功率以及收斂速度有很大的提升，例如在0.5h的觀測時長下的平均收斂率，GPS單系統(tǒng)為61.01％，BDS單系統(tǒng)為5.50％，GLONASS