多系统GNSS组合动态精密单点定位算法研究

论文摘要

精密单点定位技术是20世纪90年代末发展起来的一种非差定位技术,集标准单点定位和广域差分定位技术的优点于一身,是继RTK/CORS-RTK技术后的又一次革命。经过二十余年的发展,GNSS-PPP理论和实践的问题已经得到较好的解决和应用,目前正向工程化阶段发展,但在实际应用中仍有些问题亟待解决,现阶段实际应用的动态PPP技术的定位精度和收敛时间受观测条件的限制,因此多系统GNSS卫星组合动态PPP是工程化实践必须要研究的问题。笔者针对多系统GNSS组合动态PPP主题,着重以UofC的函数模型为基础推导了多系统组合动态PPP的算法,最后用静态仿动态实验和实测动态车载实验进行了算法验证。主要研究工作和结论如下:（1）介绍了精密单点定位技术的理论基础,给出了 PPP函数模型和误差处理方式,最后介绍了 PPP参数估计方法。（2）在PPP函数模型基础上,综合考虑系统间差异,推导了多系统组合PPP的UofC模型,并重点对随机游走和常加速度（CA）模型的状态方程进行了研究,构建了 PPP估计的随机模型。最后基于MATLAB对多系统组合PPP进行了算法实现。（3）静态模拟动态实验分析。基于MATLAB对多系统组合PPP进行了算法实现,并对数据进行了分析验证。实验结果表明:接收机在静态环境下,随机游走模型和常加速度模型的解算精度总体相当,但CA模型的收敛速度优于随机游走模型;两种动态模式下,GPS/GLONASS/BDS三系统组合都可以提高动态PPP定位精度和加速收敛速度,CA模型的平面平均定位精度为3.4cm,平均收敛时间为15.88min;随机游走模型的平面平均定位精度为3.5cm,平均收敛时间为16.63min。（4）动态车载实验分析。通过多系统组合动态PPP实验,实验结果表明,多系统组合可以加速收敛,提高定位精度。GPS/GLONASS/BDS三系统组合48.7min可以达到N方向4.4cm,E方向6.3cm的定位精度。图[24]表[9]参考文献[101]

论文目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究的目的和内容

1.3.1 研究目的

1.3.2 研究内容

1.4 本章小结

2 GNSS精密单点定位技术原理与基础

2.1 GNSS观测方程

2.1.1 坐标系统及其转换

2.1.2 时间系统及其转换

2.1.3 GNSS观测方程

2.2 PPP数学模型

2.2.1 PPP函数模型

2.2.2 PPP随机模型

2.3 数据预处理

2.3.1 轨道和钟差内插

2.3.2 周跳探测

2.4 PPP误差改正

2.4.1 卫星端相关误差

2.4.2 传播路径相关误差

2.4.3 接收机端相关误差

2.5 参数估计—Kalman滤波

2.5.1 标准Kalman滤波算法

2.5.2 扩展Kalman滤波算法

2.6 本章小结

3 GNSS动态精密单点定位算法

3.1 单系统动态PPP的算法模型

3.1.1 观测模型

3.1.2 动态模型

3.1.3 随机模型

3.2 多系统组合动态PPP的算法模型

3.2.1 观测模型

3.2.2 动态模型

3.2.3 随机模型

3.3 本章小结

4 算法设计及实验分析

4.1 算法设计

4.1.1 数据处理流程

4.1.2 关键信息设置

4.2 实验分析

4.2.1 静态模拟动态

4.2.2 动态试验分析

4.3 本章小结

5 结论与展望

5.1 主要结论

5.2 未来展望

参考文献

附录

致谢

作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 董永祥

导师: 赵兴旺

关键词: 多系统组合,精密单点定位,动态,定位精度,收敛时间

来源: 安徽理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 自然地理学和测绘学

单位: 安徽理工大学

分类号: P228.4

总页数: 84

文件大小: 5708K

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