GPS载波相位整周模糊度快速解算及周跳探测研究

摘要

随着全球定位系统中相对定位技术的发展，军用和民用导航定位对精度的要求越来越高。由于伪距定位技术无法提供高精度定位服务，载波相位定位技术开始被学术界广泛关注。实现整周模糊度的解算和整周跳变的探测是载波相位精确定位技术的核心。本文从理论研究和实践仿真着手，对载波相位定位技术的两个关键问题进行深入的研究。
　　首先介绍了两种基本观测方法：测码伪距观量、载波相位观测量。详细分析了载波相位观测模型，并对载波相位观测量进行线性组合。同时研究了差分观测模型中的单差、双差和三差方法。对观测方程中的与卫星有关的误差、与信号传播有关的误差、与接收机有关的误差进行分析，此部分是后续求解双差整周模糊度的基础。
　　详细分析了两种典型的求解整周模糊度方法：双频伪距/载波组合法、LAMBDA算法。文中使用实际观测数据对两种算法进行仿真，讨论了两种方法在求解整周模糊度方面的优缺点和适用范围。最后利用单历元伪距和载波组成双差观测方程得到宽巷模糊度浮点解，然后采用整数矩阵转换和去相关对宽巷模糊度浮点解进行固定，这样可以很大程度上提高了整周模糊度的解算时间和精确度。
　　此外，论文还研究了高次差法、电离层残差法、相位减伪距法等常见的周跳检测方法。分析了不同采样率的观测数据对这三种方法的影响，然后组合相位减伪距法和电离层残差法，并通过实验数据验证了该联合方法的周跳探测精度。最后通过编写仿真软件，对影响周跳的各种参数进行综合分析。

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1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 相关问题的国内外研究现状

1.3 论文主要研究内容

2 载波相位定位技术

2.1 基本观测量

2.2 载波相位的线性组合

2.3 定位中的误差分析

2.4 本章小结

3 整周模糊度解算研究

3.1 观测域的整周模糊度搜索

3.2 模糊度域整周模糊度搜索

3.3 算法分析与比较

3.4 本章小结

4 整周跳变的探测

4.1 高次差法

4.2 相位减伪距法

4.3 电离层残差法

4.4 周跳综合实现

4.5 本章小结

5 全文总结和展望

5.1 全文总结

5.2 未来工作展望

致谢

参考文献