GPS/BDS高精度事后动态定位算法及程序实现

摘要

随着我国北斗导航系统不断的发展并走向成熟，利用北斗进行卫星定位逐渐成为当今定位的主要方式之一，并在国防建设、工程施工及城市交通等领域得到了广泛的应用。目前，多系统组合定位越来越成为GNSS卫星导航定位主要发展趋势之一，GPS/BDS进行组合定位相较于单系统定位可获得更多的观测卫星，组成更好的卫星布局，提高卫星定位精度。实时动态定位(RTK)是目前动态定位的重要定位方式，在没有实时要求的情况下，可将采集到的实验数据带回室内，进行事后动态数据处理。
　　本文对GPS/BDS组合后处理动态定位的算法和程序进行了详细的研究，重点研究了GPS/BDS系统融合问题和整周模糊度的解算方法及策略，并用自编程序对实测数据进行了解算和分析。
　　本文主要研究工作和结论如下:
　　(1)本文在GPS和BDS卫星广播星历的基础上对GPS和BDS时间系统和坐标系统进行统一，研究了GPS/BDS组合相对定位的函数模型，在组合单差、双差数学模型的基础上对卫星定位存在的误差进行详细分析和改正。
　　(2)分析了周跳探测的一些基本方法和双差模糊度的解算问题。在GPS/BDS组合动态定位中，利用电离层残差和M-W组合法进行周跳探测，LAMBDA算法求解整周模糊度，卡尔曼滤波算法进行动态定位。
　　(3)利用文中算法开发出一套GPS/BDS组合动态事后数据处理的软件，通过实验分析了得出GPS/BDS组合系统定位的精度要高于单系统定位，且GPS/BDS组合动态定位解出的数据精度可达厘米级，从而验证了自编程序的正确性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文主要研究内容

2 GPS／BDS双系统融合定位原理

2．1 GPS系统与BDS系统的比较

2．1．1 空间星座部分

2．1．2 时间系统

2．1．3 坐标系统

2．2 GPS／BDS系统卫星坐标的计算

2．2．1 GPS卫星坐标的计算

2．2．2 BDS卫星坐标的计算

2．2．3 卫星轨道拟合

2．2．4 GPS／BDS观测历元时刻瞬时卫星坐标的计算

3 动态定位后处理基本理论

3．1 GPS／BDS组合基本观测方程

3．1．1 码伪距观测方程

3．1．2 载波相位观测方程

3．2 GPS／BDS数据组合

3．2．1 差分观测方程

3．2．2 观测量的线性组合

3．3 GPS／BDS组合动态定位误差分析及改正方法

3．3．1 与卫星相关的误差

3．3．2 与传播路径相关的误差

3．3．3 与接收机相关的误差

3．3．4 其他误差

4 GPS／BDS组合动态定位关键技术研究

4．1 周跳探测及修复的一般方法

4．2 GPS／BDS组合双差模糊度求解算法

4．2．1 模糊度估计算法

4．2．2 模糊度搜索算法

4．2．3 模糊度确认算法

4．3 GPS／BDS组合模糊度解算策略

4．3．1 初始模糊度解算策略

4．3．2 周跳出现的模糊度解算策略

4．3．3 新出现卫星的模糊度解算策略

5 程序设计及实验分析

5．1 程序实现

5．1．1 程序处理流程图

5．1．2 程序界面设计及主要功能模块

5．1．3 程序的运行

5．2 动态数据解算及分析

6 结论及展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果