GPS/GLONASS精密单点定位技术模型与算法的研究

论文摘要

GPS精密单点定位技术是最近几年发展起来的卫星定位新技术,利用一台双频双P码GPS接收机,即可在全球范围内实现厘米级的定位结果。但GPS作为一种基于卫星的定位系统,其定位精度以及可靠性很大程度上依赖于可观测卫星的个数。一种很好的解决办法就是组合利用GPS和GLONASS,增加可视卫星数,提高精密单点定位的精度及可靠性。随着GLONASS的现代化进程,以及GLONASS精密星历、精密卫星钟差产品的出现,GPS/GLONASS精密单点定位成为可能。本文对GPS、GLONASS系统的构成、信号结构、导航电文等进行分析;讨论了GPS、GLONASS时间系统、坐标系统转换的方法;研究了GPS/GLONASS数据处理的方法,并在消除法方程奇异的基础上,推导了GLONASS整周模糊度求解的算法;通过分析GPS/GLONASS单点定位、GPS精密单点定位的关键技术,利用实测数据,研究了增加可视卫星数对定位精度的影响,分析对比了精密单点定位技术的精度与增加可视卫星数后的单点定位的精度,数据分析表明,基于GPS/GLONASS精密单点定位技术的研究,是提高单点定位的精度的最佳选择;在研究GPS精密单点定位关键技术的基础上,对其模型进行了拓展,提出了GPS/GLONASS精密单点定位技术的新模型,利用Melbourne-Wubbena组合观测值和LGeometryFree组合观测值,研究剔除粗差和修复周跳的方法;采用加权最小二乘法求解待估参数,推导了定权的方法,讨论了影响GPS/GLONASS精密单点定位精度的误差源与数据处理方法,设计了数据处理的流程图,从理论与方法上实现了GPS/GLONASS精密单点定位。GPS/GLONASS精密单点定位技术具有单机作业、定位精度高、不受作业距离的限制、数据解算速度快、数据处理更加简单等特点,在卫星的定轨、高精度的坐标框架维持、区域或全球的科学考察、航空动态测量、海洋测绘等方面具有不可估量的前景。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究的主要内容
• 2 GNSS 系统简介
• 2.1 GPS/GLONASS 系统简介
• 2.2 GPS/GLONASS 卫星信号结构
• 2.3 GPS/GLONASS 卫星导航电文
• 2.4 GPS/GLONASS 星座的现代化进程
• 2.5 本章小节
• 3 GPS/GLONASS 数据处理
• 3.1 数据预处理
• 3.2 GPS/GLONASS 伪距定位
• 3.3 GPS/GLONASS 载波相位测量数据处理方法
• 3.4 本章小节
• 4 GPS/GLONASS 单点定位
• 4.1 GPS/GLONASS 单点定位数学模型及数据处理方法
• 4.2 GPS/GLONASS 单点定位精度分析
• 4.3 本章小节
• 5 GPS 精密单点定位
• 5.1 GPS 精密单点定位数学模型
• 5.2 GPS 精密单点定位数据处理
• 5.3 GPS 精密单点定位精度分析
• 5.4 本章小节
• 6 GPS/GLONASS 精密单点定位
• 6.1 概述
• 6.2 GPS/GLONASS 精密单点定位模型
• 6.3 数据处理方法
• 6.4 误差源以及处理方法
• 6.5 本章小节
• 7 结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表的论文与参加的项目