GPS长距离网络RTK定位算法研究

摘要

GPS网络RTK又被称作多基准站RTK，作为GPS高精度实时动态定位的一种重要手段已经广泛应用于各个领域。由于卫星轨道误差和大气延迟误差等系统误差会随参考站间距离的增加而相关性降低，使得网络RTK基准站间距离大都在30-80km之间，造成基准站建设成本高、选址困难等问题。如果在不损失定位精度的情况下，增加基准站间的距离可以成倍的降低网络RTK系统的建设成本。
　　针对网络RTK基准站间距离受到限制，造成CORS系统建设成本高的问题，提出GPS长距离网络RTK定位算法。该算法首先利用MW组合观测方程解算基准站双差宽巷整周模糊度，然后采用Saastamoinen模型和CFA2.2映射函数模型相结合解算双差对流层干分量延迟残差，并将双差对流层湿分量延迟残差作为未知参数进行估计，同时结合无电离层组合观测值解算基准站双差载波整周模糊度;采用综合误差内插法解算基准站和流动站的误差改正数;利用最小二乘法逐历元进行法方程叠加解算流动站双差模糊度浮点解，并运用LAMBDA算法和通过TIKHONOV正则化改进的LAMBDA算法搜索固定流动站双差宽巷整周模糊度和双差载波整周模糊度，进而获得流动站厘米级定位结果。通过实验分析可以验证该算法能够将基准站间距离提高到100-150km，使流动站用户可以获得厘米级定位结果。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 基准站整周模糊度确定

1．2．2 区域误差的计算与消除

1．2．3 流动站整周模糊度确定

1．3 主要研究内容

1．4 技术路线与方法

2 GPS长距离网络RTK数学模型

2．1 观测值及观测方程

2．1．1 伪距观测值及观测方程

2．1．2 载波观测值及观测方程

2．2 差分定位数学模型

2．2．1 星间单差观测方程

2．2．2 站间单差观测方程

2．2．3 双差观测方程

2．3 观测方程线性化

2．3．1 伪距观测方程线性化

2．3．2 载波观测方程线性化

2．3．3 双差观测方程线性化

2．4 小结

3 GPS长距离网络RTK观测误差

3．1 与卫星有关的误差

3．1．1 卫星星历误差

3．1．2 卫星钟差

3．1．3 相对论效应

3．2 与信号传播有关的误差

3．2．1 电离层延迟

3．2．2 对流层延迟

3．2．3 多路径效应

3．3 与接收机有关的误差

3．3．1 接收机钟差

3．3．2 接收机位置误差

3．3．3 地球自转改正

3．4 小结

4 GPS长距离网络RTK基准站整周模糊度解算

4．1 网络RTK基准站整周模糊度解算

4．1．1 三步法解算基准站整周模糊度

4．1．2 基准站整周模糊度动态解算

4．1．3 基准站整周模糊度单历元解算

4．2 长距离网络RTK基准站整周模糊度解算

4．2．1 双差宽巷整周模糊度解算

4．2．2 误差处理

4．2．3 双差载波相位整周模糊度解算

4．3 小结

5 GPS长距离网络RTK区域误差改正

5．1 网络RTK区域误差改正

5．1．1 虚拟参考站法

5．1．2 区域误差改正参数法

5．1．3 改进的综合误差内插法

5．2 长距离网络RTK区域误差改正

5．3 小结

6 GPS长距离网络RTK流动站整周模糊度解算

6．1 网络RTK流动站整周模糊度解算

6．1．1 FARA算法

6．1．2 模糊度协方差法

6．1．3 最小二乘模糊度搜索算法

6．1．4 LAMBDA算法

6．2 长距离网络RTK流动站整周模糊度解算

6．2．1 双差宽巷整周模糊度解算

6．2．2 双差载波整周模糊度解算

6．3 小结

7 算法实验与结果分析

7．1 长距离网络RTK基准站整周模糊度解算实验

7．2 长距离网络RTK误差改正方法实验

7．3 长距离网络RTK流动站整周模糊度解算实验

7．4 长距离网络RTK定位实验

7．5 小结

8 结论与展望

8．1 结论

8．2 展望

参考文献

作者简历

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