多星座多频网络RTK模糊度解算技术及优化方法研究

摘要

随着全球GNSS卫星导航系统的建设与现代化，多星座多频网络RTK逐渐成为GNSS技术发展的重要方向和主要目标。针对实测北斗三频数据在内的GNSS多频网络RTK模糊度解算以及多星座网络RTK下的多维模糊度解算问题，本文提出了一种新的多频网络RTK模糊度解算模型以及适合实际工程应用的网络RTK部分模糊度固定策略，在对多星座多频网络RTK模糊度解算技术及优化方法的深入研究，并将其模糊度解算效果与传统网络RTK模糊度解算方法进行对比分析的基础上，将本文提出方法实际应用于CORS系统中。本文的主要内容与成果如下:
　　1、主要以北斗三频为例，分析了多种常用的组合观测值及其应用。同时，根据周跳探测的定义，详细探讨了常用的周跳探测方法及其周跳探测条件。
　　2、在对常用的多频模糊度解算模型进行分析的基础上，详细阐述了本文提出的多频网络RTK模糊度解算模型，并使用实例数据在模糊度解算的Ratio值，固定成功率和整周模糊度偏差三个方面与传统模型进行了对比分析，实验结果表明:相比传统方法，使用多频方法进行模糊度解算时，多频方法的Ratio值平均提升了88.4％;固定成功率远高于传统方法，且相比传统方法更加稳定;同时，整周模糊度偏差明显优于传统方法。因此，相比传统方法，多频方法的模糊度解算更加准确可靠。
　　3、在对部分模糊度固定方法的研究基础上，详细论述了本文采取的网络RTK部分模糊度固定策略及其理由，并通过实例数据对本文采取的网络RTK部分模糊度固定策略在模糊度固定可靠性，计算效率及兼容性三方面进行了分析。实验结果表明:与传统方法相比，在满足计算效率与兼容性的同时，本文提出的网络RTK部分模糊度固定策略可以显著提升模糊度解算的Ratio值，有效使用的比率均达到50％左右，可以有效提升模糊度固定的可靠性。
　　4、在CORS系统软件EarthNet V3.0的基础上，详细阐述了多星座多频模糊度解算技术及优化方法的主要流程。通过实例数据，从Ratio值和模糊度固定成功率两方面，将本文方法与传统方法进行了对比分析，实验结果表明:绝大多数情况下，使用本文方法的Ratio值高于传统方法，其中对于41.5km长的JNNF-LHNF基线的模糊度解算Ratio值改善最为明显，使用本文方法后，Ratio值超过阈值的比率高达91.1％;同时使用本文方法，三条基线的所有历元模糊度固定成功率均达到100％。因此本文方法能够有效提升模糊度解算模型的强度，提高CORS系统软件中网络RTK模糊度固定的可靠性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 GNSS发展

1．1．2 网络RTK

1．2 国内外研究现状

1．2．1 多频网络RTK模糊度解算研究现状

1．2．2 多星座网络RTK模糊度解算优化方法的研究现状

1．3 本文主要研究内容

第二章 多频组合观测值理论

2．1 多频组合观测值定义

2．2 常用组合观测值

2．2．1 无几何组合观测值

2．2．2 无电离层组合观测值

2．2．3 无电离层无几何组合观测值

2．2．4 伪距相位组合观测值

2．3 组合观测值周跳探测

2．3．1 周跳探测的定义

2．3．2 无几何相位组合周跳探测

1．3．3 伪距相位组合周跳探测

2．4 本章小结

第三章 多频网络RTK模糊度解算模型

3．1 多频模糊度解算

3．1．1 无几何模型

3．1．2 无电离层无几何模型

3．1．3 几何相关模型

3．1．4 LAMBDA算法

3．2 多频网络RTK模糊度解算

3．2．1 超宽巷／宽巷模糊度解算

3．2．2 窄巷模糊度解算

3．2．3 卡尔曼滤波估计

3．2．4 基础模糊度搜索固定

3．3 实例验证

3．3．1 Ratio值对比分析

3．3．2 固定成功率对比分析

3．3．3 整周模糊度偏差对比分析

3．4 本章小结

第四章 多星座网络RTK模糊度解算优化方法

4．1 部分模糊度固定方法

4．1．1 部分模糊度固定原理

4．1．2 部分模糊度固定检核指标

4．2 网络KI'K部分模糊度固定策略

4．3 实例验证

4．3．1 模糊度固定可靠性分析

4．3．2 计算效率分析

4．3．3 兼容性分析

4．4 本章小结

第五章 多星座多频模糊度解算方法在CORS系统中的应用

5．1 COPS系统软件-EarthNet V3．0

5．1．1 VRS技术

5．1．2 软件介绍

5．2 多星座多频网络RTK模糊度解算技术及优化方法

5．3 实例验证与分析

5．3．1 Ratio值对比分析

5．3．2 固定成功率对比分析

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 主要工作及结论

6．2 研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文与取得的学术成果