区域卫星导航系统广播信息的综合应用研究

论文摘要

为改进我国的卫星导航系统,以适应未来空间战、信息战的需要,在充分利用现有卫星导航系统的成功经验和成熟技术以及北斗导航系统的有利资源的前提下,我国已开始着手研制全天候、连续性、三维性、高精度、被动式,具有较强稳固性和导航战能力的先区域后全球的第二代卫星导航系统。本文研究了我国第二代卫星导航系统——区域卫星导航系统导航信息、广域增强信息及完好性信息等广播信息的综合应用,并从用户等效距离精度(UERE)和DOP值角度分析了区域卫星导航系统的测量精度。主要内容如下:介绍了区域卫星导航系统的组成结构,研究了不同定位模式的用户利用导航信息和广域增强信息进行定位的解算方法。同时对区域用户距离精度RURA、用户差分距离精度UDRE和电离层格网点垂直延迟误差GIVE等完好性信息进行了分析研究。针对区域卫星导航系统配有三个工作频率这一特点,在总结电离层双频改正模型的基础上系统地推导了三个频率的电离层改正模型及相位观测值无电离层组合模型。这些模型将电离层折射误差改正至二阶项,达到毫米级精度,可进一步提高导航定位的精度。系统地介绍了伪距误差源,并分析了各种误差源对伪距精度的影响。参考GPS和Galileo系统用户等效距离误差(UERE)的估算,给出了我国区域卫星导航系统不同定位模式UERE的估算值。分析了16个地面观测站在一个运行周期内DOP值的变化情况,结合UERE和DOP值,分析了观测站不同定位模式的测量精度。结合局域差分技术,给出了区域卫星导航系统应用于导弹阵地定位测量的工作原理及流程,推导了用户端的定位解算过程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 卫星导航系统
• 1.2 区域卫星导航系统
• 1.3 论文的主要内容
• 第二章 区域卫星导航系统广播信息
• 2.1 导航信息
• 2.1.1 观测方程
• 2.1.2 观测方程的线性化
• 2.1.3 观测误差
• 2.2 广域增强信息
• 2.2.1 卫星等效钟差
• 2.2.2 电离层延迟格网改正数
• 2.3 完好性信息
• 2.3.1 区域用户距离精度RURA
• 2.3.2 用户差分距离精度UDRE
• 2.3.3 电离层格网点垂直延迟误差GIVE
• 2.4 用户站解算
• 2.4.1 单频非差分定位
• 2.4.2 单频广域差分定位
• 2.4.3 双频定位
• 2.4.4 三频定位
• 第三章 电离层折射误差的多频改正研究
• 3.1 电离层的折射误差
• 3.2 消除电离层折射误差至一阶项的双频改正
• 3.3 消除电离层折射误差至二阶项的三频改正
• 3.4 不同项改正后的电离层折射误差比较
• 第四章 区域卫星导航系统的精度分析
• 4.1 伪距误差
• 4.1.1 卫星时钟误差
• 4.1.2 星历预报误差
• 4.1.3 电离层延迟
• 4.1.4 对流层延迟
• 4.1.5 接收机噪声和分辨率
• 4.1.6 多路径效应
• 4.1.7 相对论效应
• 4.1.8 误差预算
• 4.2 DOP值分析
• 4.2.1 DOP值
• 4.2.2 计算分析
• 4.3 导航精度分析
• 4.3.1 单频非差分用户
• 4.3.2 单频广域差分用户
• 4.3.3 双频用户
• 4.3.4 三频用户
• 第五章 区域卫星导航系统在导弹阵地定位测量中的应用
• 5.1 导弹阵地定位测量
• 5.1.1 导弹阵地定位的基本任务与精度要求
• 5.1.2 现有技术及我国现状
• 5.2 局域差分
• 5.2.1 局域差分的基本思想
• 5.2.2 差分定位技术
• 5.3 区域卫星导航系统的应用
• 5.3.1 工作原理及流程
• 5.3.2 用户端定位解算
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢