BDS定位性能优化及多路径效应研究

摘要

GNSS对国民经济及国防安全等诸多方面有重大作用，不断完善和发展 BDS系统对于增强我国综合国力、增强维护国家权益的能力意义重大。目前BDS有14颗卫星在轨工作，随着BDS星座逐步完善，在轨服务的卫星最终将达到35颗，届时国内用户可接收到20颗以上的BDS可见卫星，多系统组合定位则可接收到40颗甚至50颗以上的可见卫星。定位卫星数量的增多使得接收机的数据处理量和计算复杂度成倍地增加，这无疑提高了对接收机处理器等的硬件要求，大大提高了接收机成本。
　　针对这一问题，本文开展了GNSS选星算法研究，旨在通过对选星算法的优化，在满足定位精度的条件下，降低选星计算的复杂度，减少定位星数量，从而降低接收机数据处理量。鉴于多路径效应在高精度定位中的特殊性，本文同时对多路径效应进行了一定的研究。本文主要工作如下：
　　1.对BDS单系统定位，提出一种BDS快速选星的优化算法，同传统的最小GDOP选星算法相比，降低了选星计算复杂度，并且85%历元时刻的GDOP差值在0.4以内，满足定位精度的基本要求，该优化选星算法有效平衡了复杂度和定位精度。
　　2.对 BDS/GPS组合定位，提出基于行列式的 BDS/GPS组合选星算法，与最小GDOP选星算法相比，选星的计算复杂度明显降低，随着定位星的增多 GDOP越接近最佳，该算法能够以增加定位星数量来实现不同的定位要求，在复杂度与定位精度间取得了平衡，是一种适合多系统定位的有效选星算法。
　　3.分析了多路径效应的幅度和频率特性，提出一种改进型Vondrak滤波的后处理方法并应用到多路径误差分离研究中。实验表明：相比传统Vondrak滤波与时间平均方法，改进型Vondrak滤波方法能够更有效地提取出多路径改正模型，消除超过40%的多路径误差，克服了传统Vondrak滤波不能确保最佳平滑效果的问题，是一种有效的多路径误差改正方法。

目录

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第一章 绪论

§1.1 课题的研究背景及意义

§1.2国内外研究现状

§1.3 本文的主要内容及结构

第二章 BDS伪距定位原理及误差分析

§2.1 GNSS概述

§2.2 BDS伪距单点定位原理

§2.3 基于最小二乘的定位解算

§2.4 定位误差分析

§2.5 本章小结

第三章 BDS定位算法优化研究

§3.1 GDOP分析

§3.2 BDS选星算法优化研究

§3.3 BDS/GPS组合选星算法研究

§3.4 本章小结

第四章 多路径效应研究

§4.1多路径效应产生原理

§4.2 多路径效应特征研究

§4.3 多路径效应抑制措施综述

§4.4基于改进型Vondrak滤波的多路径误差研究

§4.5 本章小结

第五章 总结与展望

§5.1 全文工作总结

§5.2 未来工作和展望

参考文献

致谢

硕士期间主要研究成果