單頻GPS精密單點(diǎn)定位算法及模型研究.pdf

1、單點(diǎn)定位技術(shù)只需要一臺(tái)GPS接收機(jī)就能進(jìn)行定位，不需要建立基站，實(shí)施比較方便，全球范圍內(nèi)有統(tǒng)一的定位精度，被廣泛地應(yīng)用于各種測(cè)量領(lǐng)域。單頻GPS精密單點(diǎn)定位是利用GPS衛(wèi)星精密星歷和精密衛(wèi)星鐘差，以單臺(tái)單頻GPS接收機(jī)采集的觀測(cè)數(shù)據(jù)作為主要觀測(cè)值來(lái)進(jìn)行單點(diǎn)定位計(jì)算，其精度可達(dá)到亞米級(jí)。由于單頻GPS接收機(jī)價(jià)格低廉，應(yīng)用廣泛，單頻精密單點(diǎn)定位技術(shù)將是今后GPS研究的主要內(nèi)容。 本文系統(tǒng)地研究了單頻GPS精密單點(diǎn)定位理論，分析了定位

2、中的技術(shù)難點(diǎn)，探討了其關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，包括其單頻電離層延遲改正，單頻數(shù)據(jù)周跳的探測(cè)與修復(fù)，單頻精密單點(diǎn)定位模型的回歸方程及卡爾曼濾波在這個(gè)模型中的應(yīng)用等。本文主要的貢獻(xiàn)有以下幾點(diǎn)： 1、對(duì)標(biāo)準(zhǔn)RINEX格式的觀測(cè)文件、廣播星歷文件；間隔15分鐘SP3格式的精密星歷文件和間隔5分鐘clk格式的精密衛(wèi)星鐘差文件進(jìn)行了研究，用切比雪夫多項(xiàng)式求解出觀測(cè)時(shí)刻衛(wèi)星坐標(biāo)和衛(wèi)星鐘差，計(jì)算結(jié)果表明衛(wèi)星坐標(biāo)精度達(dá)到了毫米級(jí)，衛(wèi)星鐘差改正精度達(dá)到了亞納

3、秒級(jí)，滿(mǎn)足了精密單點(diǎn)定位的要求。 2、研究分析了對(duì)流層延遲和接收機(jī)鐘差的隨機(jī)模型。采用隨機(jī)游走過(guò)程模擬對(duì)流層延遲殘差隨機(jī)變化；考慮到接收機(jī)鐘差變化大，利用高階多項(xiàng)式模擬其變比較復(fù)雜，因此采用一階高斯馬爾可夫過(guò)程描述接收機(jī)鐘差隨機(jī)過(guò)程。 3、電離層延遲改正是單頻GPS精密單點(diǎn)定位的一個(gè)難題，本文使用引入兩個(gè)電離層參數(shù)的模型對(duì)電離層延遲進(jìn)行改正，實(shí)驗(yàn)定位結(jié)果可以看出平面與高程方向精度均很快收斂到了亞米級(jí)。 4、提出一

4、種適合單頻GPS精密單點(diǎn)定位的周跳探測(cè)與修復(fù)方法，即綜合利用載波相位變化率和切比雪夫多項(xiàng)式探測(cè)與修復(fù)單頻GPS周跳，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出用載波相位變化率探測(cè)周跳，能探測(cè)2周以上的周跳，對(duì)于單頻GPS靜態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，該方法都可以快速確定周跳發(fā)生的位置和大小，并能準(zhǔn)確的修復(fù)周跳。 5、研究了單頻GPS精密單點(diǎn)定位的算法包括單頻精密單點(diǎn)定位的回歸方程及卡爾曼濾波用于單頻精密單點(diǎn)定位，探討卡爾曼濾波的觀測(cè)方程和狀態(tài)方程，給出了狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣