Galileo/GPS载波相位组合观测值及其在RTK定位模糊度解算中的应用研究

论文摘要

随着Galileo系统的建成和完全投入运行以及GPS系统的现代化,未来将是一个多种导航定位系统融合的新时代,其功能更加完善、服务更加全面、应用行业和领域更宽泛、更普及。因此,研究解决观测值的组合问题,对于将来充分利用多系统卫星进行组合定位有着十分重大的理论与实际意义。论文主要包括以下内容:1)详细地介绍了Galileo系统,包括Galileo系统的组成,系统的建设现状,系统的参数设计及Galileo系统提供的服务;同时对GPS现代化的内容也做了介绍。比较了Galileo系统、GPS系统和GLONASS系统的系统参数和性能。2)详细介绍了Galileo系统模拟软件(GSSF V2.11)的功能,并系统介绍了卫星星座对定位精度影响的理论和方法,定义了各类DOP值来定量描述卫星几何强度因子,并以它们作为主要评价指标。利用GSSFV2.11软件模拟了全球范围内的某一天的卫星可见性和各类DOP值,得到了Galileo系统的卫星可见数和DOP值随空间,时间的分布规律和分布曲线;并与GPS系统的卫星可见性和各类DOP值做了比较分析,利用Galileo系统进行导航定位时的卫星可见数更多,DOP值更小且变化不大、分布均匀;得出了Galileo系统星座设计优于GPS。3)论述了GNSS系统的观测值模型和主要的误差来源及消除或减小这些误差影响的措施。给出了单系统和双系统组合观测值的非差、双差组合观测值的表达式,并对组合观测值的相应误差项做了分析。列出了组合观测值的选取标准,筛选出了具有良好特性的组合观测值。4)讨论了RTK技术的应用现状和存在的不足;总结了当前模糊度解算方法;详细介绍了TCAR/MCAR,并研究了基于Galileo/GPS载波相位组合观测值的TCAR/MCAR方法,得出了一些能快速解算模糊度的有效组合。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 现代多种卫星导航系统概述
• 1.1.1 引言
• 1.1.2 GPS、GLONASS和BD系统的缺陷
• 1.1.3 研究的目的、意义和现状
• 1.2 论文研究的主要内容及结构安排
• 第二章 Galileo系统和GPS现代化介绍
• 2.1 EGNOS系统
• 2.1.1 EGNOS概述
• 2.1.2 EGNOS系统的组成
• 2.1.3 EGNOS系统的工作原理
• 2.2 Galileo系统
• 2.2.1 Galileo系统的空间星座部分
• 2.2.2 Galileo系统的地面控制部分
• 2.2.3 Galileo系统的用户部分
• 2.2.4 Galileo系统的服务
• 2.3 GPS现代化
• 2.3.1 GPS现代化的内容
• 2.3.2 GPS现代化进程
• 第三章 基于GSSF V2.11的GNSS卫星几何分布对绝对定位精度影响的比较分析
• 3.1 GSSF V2.11软件功能介绍
• 3.1.1 GSSF V2.11的总体功能
• 3.1.2 GSSF V2.11模拟软件模拟功能
• 3.1.3 GSSFV 2.11模拟软件的分析功能
• 3.2 绝对定位精度评价
• 3.3 Galileo系统全球卫星可见性和DOP值分析
• 3.4 Galileo系统与GPS系统全球卫星可见性和DOP值比较
• 第四章 GNSS多频载波相位组合观测值的若干研究
• 4.1 GNSS观测方程及误差源
• 4.1.1 GNSS的观测量的基本概念
• 4.1.2 观测方程
• 4.1.3 影响GNSS定位的主要误差源
• 4.2 GNSS多频组合观测值
• 4.2.1 Galileo、Galileo/GPS组合观测值的表达式
• 4.2.2 GNSS组合观测值误差分析
• 4.2.3 GNSS组合观测值的选取标准
• 4.2.4 GNSS组合观测值的选取
• 第五章 Galileo/GPS载波相位组合观测值在RTK定位模糊度解算中的应用研究
• 5.1 TCAR/MCAR方法
• 5.1.1 模糊度解算方法概述
• 5.1.2 CIR/TCAR/MCAR方法
• 5.2 基于Galileo/GPS载波相位组合观测值的TCAR/MCAR方法
• 5.2.1 基于Galileo/GPS的多频载波相位组合观测值的TCAR/MCAR方法
• 5.2.2 Galileo/GPS的MCAR组合方式及模糊度解算成功率
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果
• 攻读学位期间参加的主要工程项目