GPS/BDS短基线实时快速相对定位研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:babyjoyce
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着北斗卫星导航系统的逐步完善,北斗卫星导航系统的应用研究正在成为热点与发展趋势。GNSS载波相位相对定位技术因其高精度的定位能力,在国际上得到了广泛的关注,在科学研究、生产实践中占有重要地位,成为近年来GNSS领域的研究热点之一。  GNSS相对定位是一项复杂的技术,其核心问题有周跳探测与修复、模糊度快速固定、粗差检测与抗差估计、多频多模联合定位、数据实时传输等,近年来国内外学者在以上各个核心问题都做了大量卓有成效的工作,本文主要围绕周跳探测与修复、BDS/GPS动态/静态相对定位、数据文件实时自动传输三个核心问题开展了系统深入的研究,主要包括:  [1]详细推导了BDS与GPS/BDS相对定位数学模型详细推导了基于站间单差模糊度参数的GPS、BDS静态/动态相对定位的函数模型、随机模型,并推导了其在卡尔曼滤波中的具体实现,给出了状态向量、观测方程设计矩阵的具体形式、单差模糊度转双差模糊度转换矩阵的设计、以及发生周跳时状态向量协因数阵的变化,讨论了参考星选择及参考星变化时设计矩阵的变化。根据推导的数学模型研制了GPS/BDS相对定位软件IGGREL,给出了IGGREL详细的软件流程图,总结了IGGREL软件的工作流程。  [2]短基线相对定位中周跳探测与修复研究充分利用短基线相对定位中形成站间单差观测值可以较好消除电离层延迟这一特点,提出了适用于短基线相对定位的基于站间单差观测值的电离层残差周跳探测方法,编程实现了该算法,与MW法、电离层残差法作比对,证明了基于站间单差观测值的电离层残差法在短基线相对定位中的可靠性与优势。试验结果表明:在短基线相对定位中,基于站间单差观测值的电离层残差法探测效果明显优于电离层残差法,比MW法对小周跳更敏感,可以探测出1周以上周跳,是一种适合于短基线相对定位的周跳探测方法。  [3]当前星座条件下BDS静态、动态相对定位精度、性能研究利用实测数据和IGGREL软件试验研究了当前星座条件下BDS静态、动态相对定位的性能。研究结果表明:在测站所在地区,BDS可观测卫星大多数情况下多于GPS可观测卫星,但其DOP值高于GPS。在静态短基线定位中:BDS模糊度固定成功率为100%,与GPS一致,但BDS模糊度固定ratio值略低于GPS系统;BDS基线ENU方向与“真值”偏差均在亚毫米级,与GPS精度相当,但BDS解的稳定性略差于GPS。BDS双差载波残差略大于GPS系统,且频点2双差载波残差大于频点1。在动态短基线定位中:BDS模糊度固定成功率为99.02%,略高于GPS系统的98.94%,BDS模糊度固定ratio值略低于GPS; BDS基线精度略差于GPS系统,BDS解的稳定性略差于GPS。BDS双差载波残差略大于GPS系统,且频点2双差载波残差大于频点1。  [4]当前星座条件下GPS+BDS静态、动态相对定位精度、性能研究基于IGGREL软件进行了GPS+BDS静态/动态相对定位试验,与GPS、BDS单系统静态/动态相对定位在定位精度、模糊度固定、DOP值等方面进行了对比分析。研究结果表明:GPS+BDS可显著增加可观测卫星数量,降低DOP值;在静态短基线定位中:GPS+BDS模糊度固定成功率为100%,与GPS、BDS单系统时一致,模糊度固定ratio值略低于单系统;GPS/BDS联合解时,基线ENU方向与“真值”偏差为亚毫米级,与单系统解时精度相当,但联合解的稳定性优于单系统。GPS+BDS双差载波、伪距观测值残差略大于GPS、略小于BDS。在短基线动态相对定位中:模糊度固定成功率为91.99%,略低于GPS、BDS单系统;GPS+BDS基线解精度优于BDS、略差于GPS,GPS+BDS基线解的稳定性优于单系统;频点2双差载波观测值残差比频点1大,双差伪距观测值残差比频点1小。  [5]大批量GNSS数据文件实时自动传输研究提出了一套基于ftp协议的GNSS文件实时自动传输解决方案,方案由个性化定制文件下载列表生成新方法、大批量GNSS文件实时自动快速下载新方法、服务器端主动推送的GNSS数据传输方法组成,基于该方案研制了大批量GNSS数据文件实时自动传输软件IGGDWN,基于IGGDWN软件试验验证了方案的可行性与可靠性,试验结果表明:使用提出的个性化定制文件列表生成方法生成文件列表完整率为100%,验证了方法的可行性与可靠性;排除数据服务器端不存在的文件,使用本文提出的大批量GNSS数据文件实时自动下载新方法下载文件成功率为100%,相对于文件理论生成时间,下载小时文件时延为600~700s,下载高频文件时延为310~380s。排除数据服务器端不存在的文件,使用服务器端主动推送的GNSS数据文件传输方法传输文件,文件传输完整率为100%,相对于文件理论生成时间,高频文件传输时延为320~380s,小时文件传输时延为610~710s。IGGDWN软件现稳定应用于中国科学院测量与地球物理研究所北斗数据分析中心。
其他文献
传统的时频分析工具以能量守恒为特征,侧重于通过能量密度揭示信号的频率随时间的变化情况,而未顾及信号的振幅和相位随时间的变化情况。标准时频分析的结果与信号的量纲一致,能
分形理论作为非线性科学中的一个活跃数学分支,已引起各专业人士的广泛兴趣.在地学专业,已有多人应用分形Browian函数描述自然地表,进而建立完整的分析模型,作出基于分形的地
随着我国经济化和城镇化的快速发展,城市向着高度商业化、效率化、功能密集化的方向不断发展,向城市交通提出了立体化、节能化方向发展的要求,促使越来越多的城市交通向着地下空
  在中国,约有三分之二的城市缺水,四分之一的城市严重缺水,同时许多缺水城市经常受“内涝”问题困扰,出现大面积淹水现象,带来巨大经济损失的同时,严重干扰了城市的正常秩序,而雨
自动变形监测系统是能够自动识别目标、照准目标、自动测量、自动记录并进行数据处理的测量系统。随着测量机器人的推陈出新,通信技术及数据处理方法的不断发展,自动变形监测系
学位
学位
木兰科Magnotiaceae含笑属Mickelia Linn.约50种,分布于亚洲南部和东南部。中国有38种,现广植于长江流域以南各地,以云南为最多。该属植物是我国南方常见的绿化林木和重要的
  长江口及其邻近海域富营养化问题严重,是我国赤潮高发海区,研发一个适用于长江口及邻近海域的生态动力学模型,对研究长江口赤潮问题、开展海区环境保护治理等具有重要意义。
学位