关于提高DGPS精度的方法的研究

论文摘要

伪距差分是目前应用最广泛的差分定位技术之一。采用伪距差分进行定位时,随着流动站和基准站之间距离的增大,由星历误差导致的伪距残余误差也越大,相应的定位精度也就越低。另一方面,由于卫星发射电波穿过基准站和用户上空的电离层和对流层的路径不同,以及环境噪声等的不同,即用户与基准站存在着非相关性,使得基准站播发的伪距改正量及其变化率存在着残余误差。当用户与基准站较近时,误差较小,但随着距离的增加,相关性的减弱,误差随之增大。若要进一步提高DGPS的精度,需要对这三种误差加以区分,针对他们不同的特点分别处理。其中由星历误差引起的伪距残余误差与测站和基准站的相对位置关系有关。本文将重点研究它们之间的关系,探讨利用差分技术削弱星历误差影响的方法。本文第一章简要介绍了研究的目的与意义,以及国内外研究的历史与现状。本文第二章和第三章介绍了GPS定位的基本原理以及DGPS技术。在此基础上,本文第四章分析了应用伪距差分原理定位时由星历误差导致的产生伪距残余误差的原因,并分析了星历误差和测站位置的关系。通过引入一个新的参考量,即距离平方差改正量,来表征由星历误差导致的伪距测量的误差。本文第五章研究了距离平方差改正量的几何意义和基本特性,以及多个测站的距离平方差改正量之间的关系。最后通过模拟实验,证明了距离平方差改正量与由星历误差导致的伪距测量的误差之间的函数关系的正确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的与意义
• 1.2 国内外研究的历史与现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第2章 GPS定位的基本原理和方法
• 2.1 全球定位系统概述
• 2.1.1 WGS-84世界大地坐标系和GPST
• 2.1.2 GPS的基本工作原理
• 2.2 GPS定位的基本原理
• 2.2.1 单点定位观测模型
• 2.2.2 伪距观测方程的线性化
• 2.2.3 伪距法绝对定位解
• 2.3 GPS测量误差分析
• 2.3.1 与卫星有关的误差
• 2.3.2 信号传播误差
• 2.3.3 与接收设备有关的误差
• 2.4 卫星几何分布精度因子
• 2.4.1 钟差精度因子TDOP
• 2.4.2 空间位置精度因子PDOP
• 2.4.3 垂直分量精度因子VDOP
• 2.4.4 水平分量精度因子HDOP
• 第3章 DGPS技术
• 3.1 DGPS技术差生的背景
• 3.1.1 GPS工作卫星的SA与AS技术
• 3.1.2 DGPS技术的产生及影响
• 3.2 DGPS原理和种类
• 3.2.1 位置差分原理
• 3.2.2 伪距差分原理
• 3.2.3 载波相位差分原理
• 3.2.4 多基准站差分GPS
• 第4章 伪距差分GPS定位误差分析
• 4.1 伪距差分GPS残余误差分析
• 4.2 星历误差与测站位置的关系
• 第5章 距离平方差改正量
• 5.1 距离平方差改正量及其几何意义
• 5.2 站间距离平方差改正量的关系
• 5.3 定位解算原理
• 5.4 模拟实验及结果分析
• 5.4.1 模拟环境基本信息
• 5.4.2 模拟测量量
• 5.4.3 模拟伪距差分定位
• 5.4.4 运用距离平方差改正量进行定位
• 5.4.5 实验结果分析
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文
• 致谢
• 研究生履历