GNSS动态定位中附有约束条件的整周模糊度解算

摘要

GNSS系统提供的观测值中，伪距观测值无法满足高精度的定位要求，因此研究通过载波观测值快速准确地获得定位信息显得尤为重要。整周模糊度是仅存在于载波观测值中的一个参数，且快速正确的求解出整周模糊度参数是实现高精度定位的关键所在。在模糊度解算时利用已存在的先验信息加以约束可加快模糊度参数的快速分解，为此本文针对 GNSS动态定位中考虑附有轨迹约束条件的模糊度分解模型与算法进行了深入的研究。本文的主要研究内容如下：
　　1.本文对 GNSS基本观测量和测量原理进行介绍，并详细阐述了 GNSS观测方程，观测方程的线性化过程、观测量之间的线性组合以及GNSS相对定位技术。
　　2.概述了基于广播星历计算卫星位置的方法，并以实例分析了广播星历计算卫星坐标的可行性和误差。随后介绍了常用的周跳探测与修复方法，鉴于宽巷相位减窄巷伪距法以及电离层残差法中的不足之处，对两种方法进行了改进，并基于改进后的两种方法提出了一种基于双频非差 GNSS相位数据周跳的实时探测与修复方法。通过实测静态数据及动态数据进行实验，验证了该方法可以实时探测并修复观测值中存在的小周跳，大周跳，且在低高度角情况下同样具有良好的效果。
　　3.介绍了整周模糊度解算的理论和方法，并对单历元整周模糊度参数的解算进行主要研究。顾及宽巷组合观测值波长相对更长的优点，本文采用先固定宽巷整周模糊度参数，其次通过宽巷模糊度和L1,L2模糊度之间的关系，进一步求解L1,L2频率整周模糊度的流程进行解算。对于宽巷模糊度的固定，本文提出基于V TV?Min准则搜索确定宽巷模糊度参数，通过实测的动态数据验证该方法是可行的。
　　4.针对动态单历元解算时存在浮点解精度差，不易正确确定整周模糊度的问题，提出采用接收机运动轨迹作为约束条件来改善这一问题，以提高解算的成功率。在建立约束条件的过程中，当轨迹信息不明确时，提出根据宽巷相对定位求解接收机坐标，通过改正后的坐标动态建立直线方程作为约束条件进行解算。设计了相关实验，分别采用不引入约束条件、引入已知先验信息建立的约束条件以及引入动态约束条件的实验方案解算整周模糊度，并对模糊度固定结果进行了对比分析，证明了提出方法的可行性及正确性。

目录

声明

绪论

1.1概述

1.2国内外研究现状

1.3本文主要研究内容及意义

第二章GNSS相对定位理论

2.1 GNSS基本观测量和观测方程

2.2 GNSS观测量的线性组合

2.3 GNSS相对定位的数学模型

2.4最小二乘估计

2.5本章小结

第三章GNSS数据预处理及方法研究

3.1卫星星历数据

3.2利用广播星历实时计算卫星坐标

3.3周跳探测与修复

3.4双频非差GNSS相位数据的周跳实时探测方法

3.5本章小结

第四章附有约束条件的整周模糊度快速分解算法

4.1概述

4.2模糊度快速分解算法

4.3附有约束条件的动态模糊度快速分解算法

4.4算例分析

4.5本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间主要研究成果

致谢