优化的ARCE算法整周模糊度解算和TEC检验研究

论文摘要

为了达到既能正确解算整周模糊度，又能提高解算效率的目的，因此对现有多种快速解算整周模糊度的算法进行深入研究。通过对现有的解算整周模糊度的分析比较，选择解算效果较优的ARCE算法作为主要研究对象。针对ARCE算法在单历元情况下法方程矩阵易呈现病态，从而导致浮点解不可靠的问题。基于TIKHONOV正则化法对ARCE算法进行算法优化改善病态性，同时使用TEC变化值检验固定后整周模糊度有效性。研究采用理论分析和实验相结合的方法，实验验证了优化后的ARCE算法在单历元解算整周模糊度方面的优越性，并通过TEC变化值验证了优化后ARCE算法解算整周模糊度的有效性。研究结果表明，优化后ARCE算法相对于传统ARCE算法在单历元情况下正确固定整周模糊度成功率比传统ARCE算法有明显提高。当历元数不断增加，传统的ARCE算法和优化的ARCE算法的解算成功率不断提高。当历元数达到一定程度，则传统的ARCE算法和优化后的ARCE算法解算成功率大致相同。这表明优化后的ARCE算法可以克服原有ARCE算法的不足之处，同时又保留其优越性，使得其可以适用于单、多历元的模糊度解算。研究结论初步突破了对原有ARCE算法的认识，有助于快速解算整周模糊度。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 解算整周模糊度研究现状
• 1.3 研究主要内容
• 1.4 研究方法与技术路线
• 2 单历元定位技术
• 2.1 GPS 观测方程
• 2.2 差分观测方程和三种差分方式
• 2.2.1 差分观测方程
• 2.2.2 三种差分方式
• 2.3 单历元快速定位
• 2.4 单历元定位的利弊分析
• 2.4.1 单历元定位的优点
• 2.4.2 单历元定位面临的问题
• 2.5 本章小结
• 3 解算整周模糊度算法
• 3.1 解算整周模糊度的分类
• 3.2 常用模糊度解算方法分析
• 3.2.1 交换天线法
• 3.2.2 双频 P 码伪距法
• 3.2.3 模糊度函数法（AFM）
• 3.2.4 最小二乘搜索法
• 3.2.5 模糊度协方差法
• 3.3 各种方法的应用比较
• 3.3.1 各种方法的应用
• 3.3.2 算法比较
• 3.4 本章小结
• 4 基于 TIKHONOV 正则化 ARCE 算法的优化
• 4.1 TIKHONOV 正则化法研究
• 4.1.1 正则化的理论背景
• 4.1.2 正则化公式的推导
• 4.1.3 TIKHONOV 正则化法的定义
• 4.1.4 正则化参数选取策略
• 4.2 ARCE 算法在单历元算法中的应用
• 4.2.1 ARCE 算法理论基础
• 4.2.2 病态性分析
• 4.3 ARCE 算法的优化
• 4.3.1 ARCE 算法病态性问题解决
• 4.3.2 ARCE 算法优化推导
• 4.3.3 ARCE 算法优化的实现流程图
• 4.4 优化后 ARCE 算法实例分析
• 4.4.1 单历元解算整周模糊度结果分析
• 4.4.2 多历元解算整周模糊度结果分析
• 4.5 本章小结
• 5 电离层 TEC 解算
• 5.1 电离层概况及研究意义
• 5.2 总电子含量（TEC）解算公式推导
• 5.3 影响电子密度及电子含量的因素
• 5.4 TEC 检验整周模糊度解算有效性实例分析
• 5.5 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 研究结论
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集