GNSS多路径效应与观测噪声削弱方法研究

摘要

随着导航定位技术的快速发展，人们对于实时、高精度、高可用性的位置信息的需求越来越强烈，各种测量误差源的处理成为亟待解决的问题，多路径效应与观测噪声作为其中主要的影响因素，也越来越为国内外相关专家所重视。在一些特殊应用场合，多路径效应与观测噪声已经成为影响定位精度的主导因素，需要我们优先解决。本文围绕如何削弱GNSS定位测量中多路径误差与观测噪声影响这一问题，从多路径误差与观测噪声基本概念、提取方法入手，逐步探索多路径误差与观测噪声在信号频点、变化周期等方面的规律，最后综合以上研究成果给出削弱GNSS定位解算中多路径效应与观测噪声的方法。
　　本研究主要内容包括：⑴借助MPC算法提取伪距测量中多路径误差与观测噪声组合项，用以分析多路径效应与观测噪声的各种影响因素及影响规律，从而归纳出接收机天线环境、卫星分布、硬件设备性能是影响多路径效应与观测噪声的三个主要因素。⑵通过MPC算法以及三频载波相位组合法分别提取伪距测量及载波相位测量多路径误差组合项，用于GNSS各系统各频点在系统间及系统内的综合评估与分析。实验结果表明，GPS中L1、L2频点抗多路径干扰能力优于L5，而在GLONASS中G2略优于G1，BDS三种频点中B2频点最优，Galileo中E1最优，总体而言信号带宽越窄越容易受到影响。⑶提出借助Matlab相关性分析函数计算高频观测数据多路径误差组合精确重复周期的方法。实验结果显示：BDS中C06（IGSO）、C03（GEO）、C12（MEO）卫星下固定站伪距多路径误差组合精确重复周期依次为86156s、86160s、603095s；GPS卫星下固定站伪距多路径误差组合精确重复周期为86155s。⑷通过附加实时解算的多路径误差估值的方式，进行伪距单点定位多路径误差实时改正，实验表明该方法在归化坐标三方向上能提高9％左右的精度。借助恒星日滤波方法，根据多路径误差的周期特性，通过附加周期改正的方式进行PPP定位结果的修正，实验结果表明，恒星日滤波法能有效的削弱定位结果中的周期性误差。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究的背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容及组织结构

第二章 多路径效应与观测噪声产生机理及特性分析

2.1 多路径效应与观测噪声产生机理

2.2 多路径效应特性

2.3 多路径误差与观测噪声提取

2.4 多路径效应与观测噪声影响因素

2.5 本章小结

第三章 GNSS多路径效应与观测噪声综合评估与分析

3.1 多路径效应与观测噪声评估方法

3.2 GNSS常见频点伪距多路径效应与观测噪声评估

3.3 本章小结

第四章 多路径效应与观测噪声变化周期规律

4.1 多路径效应与观测噪声变化周期性

4.2 多路径误差组合精确周期确定

4.3 本章小结

第五章 定位解算中多路径误差实时改正

5.1 基于伪距单点定位的多路径误差实时改正

5.2 基于恒星日滤波的多路径效应削弱方法研究

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 建议与展望

参考文献

附录一 GNSS频点信息统计表

附录二 部分MGEX站信息统计表

致谢