GPS_VRS虚拟观测值生成算法研究

论文摘要

RTK（Real-time kinematic）是一种载波相位差分技术。该技术是通过利用两个观测站载波相位观测值进行实时差分处理的一种方法,将基站得到的观测数据发送到用户站,实现求差解算坐标。然而,RTK定位是以用户站和基站误差基本相同为基础的,用户必须位于基站10-15公里范围内。随着基线的增长,GPS误差的空间相关性会渐渐减弱,导致定位精度降低。因此,为了能够实现高精度RTK定位作用于更长的距离,网络RTK定位技术应时而生。虚拟参考站（VRS）是GPS网络RTK中一种可以实时定位、导航精度高以及可实现的一种方法。与传统RTK相比,VRS RTK技术不但定位的精度得到提高,而且系统定位服务的覆盖范围也得到了扩大,同时,系统的可靠性与稳定性也得到了改善。因此,VRS RTK技术渐渐成为了GPS精密定位领域的发展前沿与研究热点。文章中深入研究分析了GPS VRS算法,由对VRS网络整周模糊度解算至虚拟观测数据的生成,构建了一个完善的理论体系,并通过编写程序软件对系统进行了实现。文章中演示了一种用于创建RTK定位的VRS的新方法。针对VRS算法中模糊度解算、VRS网络误差校正数的生成及VRS虚拟观测值的生成问题进行了深入研究。针对标准实时动态（RTK）系统存在会受距离作用的局限性,采用一个作用于高精度RTK定位VRS的新方法。同时针对VRS网络整周模糊度实时解算问题,采用基于无电离层组合方程解算整周模糊度的新方法。研究了虚拟观测值生成过程中的各项空间相关误差,同时给出了各种误差校正的计算模型。研究分析了线性内插模型并在综合误差校正数的内插计算上,采用了线性内插法（1inear interpolation model,简称LIM）,实现了高精度虚拟观测值的生成。在算法研究的基础上,用C++编写了虚拟观测值生成软件,验证了算法的正确性与有效性,并在江西省鄱阳湖地区进行了测试。测试在鄱阳湖周边的不同地点进行,以评估VRS RTK定位可达到的准确度;结果表明:使用多参考站网络相对于单一的参考站系统,扩大了位置服务区域覆盖范围,增强了鲁棒性,得到了更高的定位精度。VRS RTK的定位在实验网内水平精度为1-2cm,垂直精度为3-5cm。在网络覆盖范围外,定位精度降为分米级甚至更低。

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第一章绪论

1.1 GPS VRS研究背景和意义

1.1.1 传统RTK技术概述

1.1.2 网络RTK技术概述

1.2 国内外CORS系统研究发展现状

1.2.1 国外CORS系统研究现状

1.2.2 国内CORS系统研究现状

1.3 论文主要研究内容

1.4 论文各章节的安排

第二章 GPS VRS原理与数学模型

2.1 虚拟参考站原理

2.1.1 虚拟参考站概念

2.1.2 GPS VRS系统的结构

2.1.3 GPS VRS定位技术原理

2.2 GPS VRS定位技术算法数学模型

2.3 VRS观测值计算模型

2.3.1 VRS载波相位观测值建模

2.3.2 VRS伪距观测值计算模型

第三章 VRS误差分析

3.1 距离相关误差

3.1.1 电离层折射误差

3.1.2 对流层折射误差

3.1.3 卫星星历误差

3.2 非距离相关误差

3.2.1 多路径效应

3.2.2 观测噪声

第四章 GPS VRS数据生成算法

4.1 VRS网络整周模糊度的确定

4.2 GPS/VRS网络误差校正数生成算法

4.2.1 计算模型简介

4.2.2 内插模型的比较

4.2.3 校正数的生成

4.3 VRS观测值生成

第五章 VRS数据生成软件开发与实验

5.1 软件功能介绍、解算流程及使用方法

5.2 实验分析

第六章结论和展望

6.1 全文总结

6.2 不足和进一步工作

6.3 硕士期间工作

6.3.1 参加的课题项目

6.3.2 完成的工作

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 陈新东

导师: 郭杭,胡国荣

关键词: 内插法,模糊度

来源: 南昌大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 自然地理学和测绘学

单位: 南昌大学

基金: 国家自然科学基金资助项目“鄱阳湖地区高精度远程 GNSS 动态定位研究”,国家自然科学基金资助项目“超声波,IMU,磁罗盘,Zig Bee 组合室内定位导航关键技术研究”,国家重点研发计划子项目“室内混合智能定位与室内 GIS 技术研究及示范应用”

分类号: P228.4

DOI: 10.27232/d.cnki.gnchu.2019.001847

总页数: 73

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