网络RTK参考站间模糊度多基线解算方法研究

摘要

在经济社会快速发展的今天，地理信息行业是经济建设的重要支柱。作为地理信息的承载者，位置服务发挥着关键的作用，全球卫星导航系统GNSS能够提供高精度导航定位服务，得到了快速的发展。 GNSS定位技术中，差分定位技术能够通过观测值间差分消除或削弱部分误差对定位精度的影响，在高精度定位中发挥着重要作用。网络RTK技术是当前高精度定位技术中应用最为广泛的一种，而网络RTK算法中参考站间模糊度的固定算法是关键技术之一。参考站间模糊度解算方法主要包括单基线解算模式、多基线解算模式以及网解模式。其中单基线解算模式是目前最常用的方法，不过没有考虑到基线间模糊度及其对流层参数的相关性，而多基线解算模式可以顾及参数间的相关性，模型更加严谨。本文针对网络RTK参考站站间模糊度多基线解算模式进行研究，主要包含以下几个方面: 1、阐述网络RTK基本技术原理，详细介绍GNSS标准定位及精密定位算法基础，包括GNSS定位原理及误差源分析，差分定位、RTK定位原理，结合网络RTK技术的定义，介绍参考站间模糊度固定、区域误差建模及流动模糊度固定方法等关键技术的基本原理。并且研究网络RTK参考站组网方式及独立基线选择方法，结合本文研究内容，分析讨论独立基线网自动组网方法及独立基线选择标准; 2、详细介绍多基线模糊度解算算法数学模型，探讨多基线解算模式下先解宽巷模糊度后辅助L1模糊度解算的两步法。其中宽巷模糊度的解算方案采用基于电离层加权的多基线宽巷模糊度解算方法，将各卫星的单差天顶电离层延迟误差作为待估参数与双差模糊度参数一起进行kalman滤波估计，使用随机游走模型描述单差电离层参数的状态转移，并通过经验模型对其进行加权约束，加快宽巷模糊度浮点解的收敛，最终使用LAMBDA方法搜索固定宽巷模糊度。L1模糊度的解算采用基于无电离层组合的多基线L1模糊度解算方案，将无电离层组合模糊度分解为宽巷模糊度和L1模糊度的组合，将固定的宽巷模糊度作为真值代入，将各参考站天顶对流层湿延迟与L1双差模糊度作为待估参数进行滤波估计，同样采用随机游走过程描述天顶对流层湿延迟参数的状态方程，利用LAMBDA方法进行L1模糊度搜索固定。 3、通过实测数据验证该算法的可用性，基于武汉三参考站观测数据，采用参考站独立基线选择组网方法进行独立基线组网，分别测试宽巷、L1多基线解算方法的模糊度固定速度、固定成功率并进行详细分析，同时为了测试本文算法对网络RTK流动站用户定位精度的影响，实现网络RTK区域误差建模和流动站模糊度固定算法，设计静态、动态试验分别验证多基线解算算法在实际应用中对用户定位结果的影响。

目录

声明

摘要

1绪论

1．1研究背景

1．2国内外研究现状

1．3论文章节安排

1．4本章小结

2网络RTK技术基本原理

2．1 GNSS系统简介

2．1．1 GNSS系统组成

2．1．2 GNSS定位原理

2．1．3主要误差源

2．1．4 GNSS定位模型

2．1．5差分定位及RTK技术

2．1．6网络RTK

2．2网络RTK技术

2．2．1基本原理

2．2．2参考站间模糊度固定

2．2．3区域误差改正模型

2．2．4流动站模糊度固定

2．3参考站组网及独立基线选择

2．3．1参考站网型分类

2．3．2最优独立基线网构建

2．4本章小结

3基于电离层加权模型的宽巷模糊度解算

3．1宽巷观测值

3．2电离层加权模型

3．2．1单差天顶电离层延迟估计

3．2．2电离层延迟加权

3．3宽巷模糊度解算数学模型

3．3．1宽巷模糊度解算待估参数列表

3．3．2宽巷模糊度解算观测方程

3．3．3宽巷模糊度解算状态方程

3．4本章小结

4基于无电离层组合观测值的L1模糊度解算

4．1无电离层组合观测值

4．2双差对流层误差建模

4．3 L1模糊度解算数学模型

4．3．1 L1模糊度解算待估参数

4．3．2 L1模糊度解算观测方程

4．3．3 L1模糊度解算状态方程

4．4本章小结

5数据测试验证

5．1测试区域

5．1．1参考站观测条件

5．1．2独立基线选择

5．2宽巷模糊度解算方案测试

5．3 L1模糊度解算方案测试

5．4区域误差建模与流动站定位精度测试

5．4．1静态流动站测试

5．4．2动态流动站测试

5．5本章小结

6总结与展望

参考文献

致谢