GNSS信号畸变对精密单点定位的影响研究

摘要

GNSS载荷非理想特性将导致信号畸变，继而使距离观测值出现偏差。此偏差与信号畸变特性、接收机参数设置相关联，无法通过系统提供的统一校正量来消除。随着GNSS在全球范围内的广泛应用及其战略地位的提升，用户对其精度和可靠性要求逐步提高。精密单点定位是一种重要的高精度定位方式，定位精度可达厘米级，信号畸变引起的偏差不可忽视。故本文分析了GNSS信号畸变对精密单点定位的影响，其对未来更高精度和可靠性的GNSS系统建设有重要指导意义。首先通过仿真研究了GNSS信号畸变对距离观测值的影响，主要针对滤波器和高功放两个非理想载荷器件进行分析，研究了不同信号带宽情况下无记忆高功放和有记忆高功放的情形。接着理论分析了伪距偏差对基于模糊度固定的精密单点定位的影响，分为基于FCBs和基于整数钟两种情况进行探讨，并通过实验验证。最后基于实际观测数据实验分析了伪距偏差对基于实数解的精密单点定位的影响。 得出以下结论：(1)滤波器和高功放的非理想特性均会使信号产生畸变，但由高功放导致的信号畸变而产生的对距离测量值的影响远小于滤波器带来的影响；(2)滤波器的线性失真主要导致伪距偏差，对载波相位观测值的影响可忽略；(3)伪距偏差和滤波器特性有关，也与接收端的接收带宽设置及相关器间隔有关；(4)伪距偏差会影响基于模糊度固定方法的精密单点定位，将导致参考站网络提供的FCBs值出现误差，使得用户站的模糊度无法正确地恢复整数特性，进而降低模糊度固定成功率；(5)当存在伪距偏差时，未考虑其影响的模糊度固定算法性能近似等效于基于实数解的方法；(6)伪距偏差会使得基于实数解的精密单点定位的收敛时间延长和定位误差增大，其中对水平方向的影响尤为明显。

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