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GPS虚拟参考站算法研究及软件开发

2020-12-08阅读(103)

GPS虚拟参考站算法研究及软件开发

论文摘要

本文对GPS虚拟参考站（Virtual Reference Station,以下简称VRS）算法进行了深入研究,从参考站基线解算到虚拟观测数据的生成和发送,形成了一套完整的理论体系,并通过编程进行了系统的实现。GPS高精度差分定位,由最初的单基站实时动态差分定位（RTK,Real Time Kinematic）方法发展到现在的网络定位,VRS技术已成为这一领域的发展前沿和研究热点,它是一种基于多基站网络进行GPS载波相位差分定位的新方法,通过与基准站（典型的是三个）之间的基线计算各项误差,并采用一定的算法来消除或大幅削弱这些误差项所造成的影响,非常适用于厘米级实时高精度导航定位。与常规的单基站定位方案相比,VRS不仅能提高定位导航精度,而且能扩大系统定位服务的覆盖范围,提高系统可靠性。VRS技术的实现必须解决好两个关键问题,一个是虚拟参考站观测值（伪距观测值和载波相位观测值）的生成,准确的虚拟观测值必须正确的模拟测站的空间相关误差;另一个是数据链的实现,即控制中心与用户接收机之间进行的数据通讯。本文深入研究了VRS虚拟观测值生成和发送的相关算法;在参考站网络基线模糊度的解算上,一是分析比较了对流层残差在参考站网络基线解算中的影响,采用多历元最小二乘参数估计与LAMBDA搜索相结合的方法,二是研究实现了目前比较热门的参考站基线单历元模糊度解算的方法,并对两者进行了分析对比;在周跳的探测和修复上,对利用双频载波相位观测值相邻历元求差的方法进行了改进,增加了三个约束条件,克服了该方法的两个不足之处,此外还实现了选权拟合法,进一步提高了周跳探测的可靠性;对伪距观测值的虚拟,对比分析了两种不同的算法,选取了精度较高的一种;分析了虚拟观测值生成过程中的各项空间相关误差,给出了各种误差改正的计算方法,并在误差改正数的内插上,采用距离相关线性内插法（1inear interpolation model,简称LIM）,实现了高精度虚拟观测值的生成;研究了VRS技术中的数据链问题,实现了差分数据的RTCM-SC104格式实时编码和解码;在算法研究的基础上,编写了VRS实验性软件,验证了算法的正确性和有效性。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题背景
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.2.1 GPS 定位方式发展概述
  • 1.2.2 GPS 网络差分定位发展概述
  • 1.2.3 国内外连续运行参考站网络的建设与应用
  • 1.3 研究内容
  • 第2章 VRS 的基本原理和数学模型
  • 2.1 VRS 技术原理
  • 2.1.1 VRS 系统构成
  • 2.1.2 VRS 系统的工作原理
  • 2.1.3 VRS 流动站解算数学模型
  • 2.1.4 VRS 主要研究内容
  • 2.2 VRS 观测值计算模型
  • 2.2.1 VRS 载波相位观测值计算模型
  • 2.2.2 VRS 伪距观测值计算模型及对比
  • 2.3 VRS 误差分析
  • 2.3.1 电离层延迟误差
  • 2.3.2 对流层延迟误差
  • 2.3.3 卫星轨道误差
  • 2.3.4 多路径效应
  • 第3章 参考站网络基线解算
  • 3.1 基线解算相关算法及流程
  • 3.2 周跳探测与修复
  • 3.2.1 一种改进的周跳探测与修复方法
  • 3.2.2 选权拟合法
  • 3.3 LAMBDA 方法搜索和固定整周模糊度
  • 3.3.1 求取模糊度浮点解
  • 3.3.2 最小二乘估计
  • 3.3.3 序贯最小二乘条件估计
  • 3.3.4 搜索整数最小二乘模糊度
  • 3.3.5 确定模糊度的整数解
  • 3.4 对流层残差对网络基线解算的影响
  • 3.4.1 原理
  • 3.4.2 实验分析
  • 3.5 参考站网络单历元解算
  • 3.5.1 观测模型
  • 3.5.2 观测方程的权配置
  • 3.5.3 模糊度估计
  • 3.5.4 参考站网络模糊度的确认
  • 3.5.5 实验分析
  • 第4章 VRS 改正数计算模型
  • 4.1 电离层改正数计算模型
  • 4.2 对流层改正数计算模型
  • 4.3 卫星轨道改正数计算模型
  • 4.4 改正数内插模型
  • 第5章 VRS 改正数网络播发模型
  • 5.1 基于RTCM 编码的VRS 改正数播发方案
  • 5.1.1 RTCM 编码
  • 5.1.2 通用电文格式
  • 5.2 RTCM SC-104 标准电文编解码及其实现
  • 5.2.1 6 种需要类型电文的内容
  • （1） 电文类型1
  • （2） 电文类型3
  • （3） 电文类型18
  • （4） 电文类型19
  • （5） 电文类型20
  • （6） 电文类型21
  • 5.2.2 RTCM 电文的编码
  • 5.2.3 RTCM 电文的解码
  • 5.2.4 数据编码传输算例
  • 第6章 软件设计与试验
  • 6.1 软件的功能与流程
  • 6.2 实验分析
  • 6.2.1 实验数据来源
  • 6.2.2 网络参考站基线解算精度
  • 6.2.3 生成的虚拟观测值数据质量
  • 6.2.4 虚拟观测数据解算分析
  • 第7章 展望与总结
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

    • 相关论文文献

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    • [9].基于网格中心点虚拟参考站的伪距差分方法[J]. 测绘通报 2016(07)
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    • [15].一种基于网格虚拟参考站的伪距差分定位方法[J]. 大地测量与地球动力学 2016(03)
    • [16].油气田区域的测量网络建设[J]. 科技传播 2011(18)
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    • [27].网络RTK技术[J]. 科技创新导报 2012(35)
    • [28].GPS/VRS对流层模型算法研究[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊) 2011(04)
    • [29].海南CORS系统建设及其在常规测量中的应用[J]. 测绘与空间地理信息 2014(09)
    • [30].VRS技术在城镇地籍测绘中的应用[J]. 科技创新导报 2012(01)

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