基于CORS的“车载式三维信息采集系统”定位研究

论文摘要

基于网络RTK技术建立起来的GPS连续运行参考站系统(CORS),作为GPS应用的发展热点之一,如今已成为城乡信息化建设必不可少的基础设施。“车载式三维信息采集系统”(3Dsurs)依托国家“863”项目,是一套从地面快速采集城市环境及各种工程目标的三维信息,来满足当前“数字城市”和各种工程建设需要的系统,该系统应用相对定位模式,需在已知坐标点上架设基准站,既耗费物力,又浪费人力;并且随着3Dsurs与基准站间距离的增加,与距离有关的误差(卫星轨道误差、电离层延迟和对流层延迟误差)的影响越来越大,从而使定位精度迅速下降;再者,系统定位所需数据的不仅需要系统中GPS接收机的观测文件,还需要基准站的原始观测文件,以及考虑到初始化时间、改正模型等各方面的因素,致使数据采集效率低,对于高效率的城市作业来说,给系统的应用带来很大局限性。针对这一问题,本文主要研究基于CORS提供的定位信息对3Dsurs进行定位,属国家“863”课题的后续研究,具有重要的研究价值。本文讨论了CORS的基本原理、系统组成和各个部分的作用;研究了如何应用CORS的三种常用算法:内插法、线性组合法和虚拟参考站法来计算3Dsurs的综合误差改正数,给出了算法的原理及公式推导,并比较了三种算法的特点、适用性和优劣;讨论了获取3Dsurs的概略坐标的方法,探讨了如何应用获得的综合误差改正数列双差误差方程,并由最小二乘原理计算坐标改正数,以得到3Dsurs精确坐标值;编写了一套基于CORS的3Dsurs定位数据后处理程序:基于CORS提供的参考站原始观测数据,应用该套数据处理程序进行3Dsurs GPS数据的后处理,获得每个连续历元的误差改正数,然后利用3Dsurs的概略坐标计算改正后的精确坐标值;本文以已建成的青岛市GPS连续运行参考站网(QDCORS)为算例进行了相应的实例实验,并通过对实验精度分析,来验证基于CORS系统对3Dsurs进行GPS定位的精度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 CORS简介
• 1.3 3Dsurs简介
• 1.4 问题的提出
• 1.5 本文研究的主要内容
• 2 CORS基本原理
• 2.1 网络RTK与CORS基本原理
• 2.2 CORS的系统构成
• 2.3 CORS提供的数据及工作方法
• 3 基于CORS的3Dsurs综合误差改正计算
• 3.1 GPS定位原理
• 3.2 内插算法
• 3.3 线性组合算法
• 3.4 虚拟参考站算法
• 3.5 算法比较分析
• 4 基于CORS的3Dsurs坐标计算
• 4.1 3Dsurs GPS格式转换
• 4.2 3Dsurs GPS概略坐标计算
• 4.3 基于CORS的3Dsurs改正后的精确坐标计算
• 5 基于CORS的3Dsurs定位程序实现与精度分析
• 5.1 引言
• 5.2 基于CORS的3Dsurs定位程序实现
• 5.3 基于CORS的3Dsure定位的数据计算流程
• 5.4 实验计算及分析
• 6 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 发表论文