融合多种周跳探测修复方法的最小二乘拟合周跳算法研究

论文摘要

在GNSS载波相位定位中,周跳的产生会使得载波相位观测值产生较大的误差,从而影响最终的导航定位结果的质量。论文的研究核心即为北斗三频数据的周跳探测修复,主要基于最小二乘拟合原理,将数据平差领域的最小二乘拟合原理与当前已经较为成熟的多种典型周跳探测修复方法相结合起来,尽可能消除各种基本周跳探测修复方法的不足并融合其优点,使最终所得到的新算法对各种特性的周跳组合均有较好的探测修复效果。我们称之为融合多种周跳探测修复方法的最小二乘拟合周跳算法。论文首先从当前已较为成熟的多种典型周跳探测修复方法中选定相位减伪距法、电离层残差法和MW组合法作为周跳算法研究的方法基础,同时选定最小二乘拟合原理和间接平差模型作为周跳算法研究的基本原理和模型,之后对该算法的应用公式、精度指标以及工作步骤进行了相关的理论研究。随后我们向实际采集的北斗三频数据中(采样间隔为1s)加入多种类型的模拟周跳组合进行多组相关实验。初步实验表明在未加入模拟周跳时,数据各历元就可能已经发生了一定的周跳,这部分周跳会影响最终的实验结果,进而影响我们对所研究算法的正确评价。因此需要先剔除该部分周跳,再继续进行相关实验。最终实验结果表明:在消除各历元已经发生的周跳影响的情况下,对于北斗系统三频实验数据而言,该算法对各类型的周跳组合都具有较好的探测修复效果。其周跳探测值的精度较高,中误差一般都在0.1周左右,最大不超过0.3周。同时最终所求得的周跳最终修复值与我们加入的模拟周跳也非常符合,没有出现过误差和误判。最后我们总结了论文所研究的这种新周跳探测修复算法的优点及其不足,分析了该算法在实际周跳探测修复中的注意事项及其用于其他GNSS的适用性,并对该算法的未来进行了展望。

论文目录

摘要

abstract

第1章绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状及总结

1.3 论文研究目标与研究内容

1.3.1 研究目标

1.3.2 研究内容

1.4 拟解决的关键问题

第2章典型周跳探测修复方法的选取和进一步讨论

2.1 综述

2.2 相位减伪距法

2.2.1 相位减伪距法的基本原理

2.2.2 相位减伪距法的精度评定

2.2.3 相位减伪距法的相关结论及注意事项

2.3 电离层残差法

2.3.1 电离层残差法的基本原理

2.3.2 电离层残差法的精度评定

2.3.3 电离层残差法的相关结论及注意事项

2.4 MW组合法

2.4.1 MW组合法的基本原理

2.4.2 MW组合法的精度评定

2.4.3 MW组合法的相关结论及注意事项

第3章基于最小二乘拟合的周跳探测修复融合模型

3.1 概述

3.2 不同周跳探测修复方法的误差方程

3.2.1 相位减伪距法误差方程

3.2.2 电离层残差法误差方程

3.2.3 MW组合法误差方程

3.3 基于最小二乘拟合的周跳探测修复融合模型解算

3.3.1 误差方程组合的选取

3.3.2 误差方程融合模型的最小二乘拟合解算

3.4 精度评定

3.4.1 单位权方差和单位权中误差的计算

3.4.2 各平差量的精度评定

3.4.3 平差结果的优良统计特性综述

第4章 BDS实测三频数据实验分析

4.1 概述

4.2 最小二乘拟合融合模型的基本量确定

4.3 加入模拟周跳组合的周跳探测修复实验研究

4.3.1 实验一:直接加入模拟周跳

4.3.2 实验一结果分析

4.3.3 实验二:先剔除后一历元已发生的周跳,再加入模拟周跳

4.3.4 实验二结果分析

4.3.5 实验三:改变加入的周跳组合及所加入的历元

4.3.6 实验三结果分析

第5章总结与展望

5.1 论文的主要研究内容与研究成果

5.2 最小二乘拟合周跳探测修复算法的优缺点总结

5.3 最小二乘拟合周跳探测修复算法的实际应用说明

5.4 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王铭庆

导师: 熊永良

关键词: 周跳探测修复,最小二乘拟合,相位减伪距法,电离层残差法,组合,北斗三频数据

来源: 西南交通大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 自然地理学和测绘学

单位: 西南交通大学

分类号: P228.4

DOI: 10.27414/d.cnki.gxnju.2019.002296

总页数: 71

文件大小: 1363K

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