GNSS周跳探测与数据修复

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载波相位观测值由于其自身所具有的毫米级观测精度而被广泛应用于PPP,RTK及CORS站。然而在实际应用中,由于接收机自身的运动状态、所处的复杂观测环境等,周跳和信号中断的情况时有发生,这些都将导致耗时的模糊度重新初始化过程,大大降低定位精度及定位结果的可用性和连续性,因此,有效地修复GNSS观测数据中的周跳和短时间的数据中断,是实现GNSS高精度定位的重要组成部分。
  本文对多频多模GNSS中的周跳探测和数据中断修复方法进行了深入研究。重点研究了电离层预报模型、适用于北斗三频信号的无几何周跳探测和数据中断修复方法、适用于多频多模CDMA系统的几何域电离层加权周跳探测和数据中断修复方法,根据研究内容编写了相应算法程序,并设计各种实验验证算法的性能。本文主要的研究内容如下:
  1.基于电离层变化量的时间相关性,利用最小二乘多项式拟合在AIC(Akaike’s Information Criterion)模型选择准则下,研究了大采样间隔和数据中断时历元间电离层变化量的预报模型,并给出了预报结果和精度。
  2.研究了三频GNSS组合理论,讨论了在无偏估计和有偏估计下的无几何周跳探测和数据修复模型,基于成功概率给出了适用于三频北斗的超宽巷和窄巷最优组合及三频周跳检验量,并分析了算法的可行性。
  3.提出了适用于任意频率CDMA卫星系统的几何域电离层加权模型的周跳探测和数据修复方法,主要包括各项误差的分析和处理、随机模型、电离层加权模型、周跳整数解的质量控制、周跳整体固定和部分固定等,并设计周跳和数据中断实验,利用中国上海、中国香港、新加坡等地的CORS站及澳大利亚科廷大学的GPS和BDS非差多频数据验证算法的性能,最后在动态PPP中验证方法修复周跳和数据中断的性能。
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