非差单点定位技术探讨与程序实现

论文摘要

随着全球定位系统的日益完善和全国各大城市连续运行观测站的建立,全球定位系统越来越普及。本文从理论上探讨了非差单点定位的数学模型和方法,研究了非差单点定位中的各项误差改正公式,如电离层改正、对流层改正、地球自转改正、相对论效应、天线相位中心改正等等,并编写了利用伪距结合广播星历,精密星历的单点定位程序,使用实验数据对程序进行了实力验证,得出一些有益的结论。本文考虑到单频接收机用户,为了减弱电离层延迟影响,采用了Klonuchar模型参数进行改正；而对双频用户,利用双频实时观测值进行实时改正。针对对流层延迟,采用了Saastamoinen模型和Modified Hopfield模型进行改正。本文还重点考虑到卫星位置对非差单点定位的影响,采用内插IGS精密星历,使得程序运行更简单,更具有实用性。此外,文中还对接收机钟差进行了详细讨论。为了验证其有效性,利用商业软件Pinnacle对实验数据进行了验证,结果表明,二者计算出来的接收机钟差的趋势基本一致,其差值不超过0.02ns,能满足单点定位的要求。最后利用不同区域的数据对程序进行验证,并对其结果进行质量评价,其内部符合精度达到非差单点定位的精度,外部符合精度能达到7cm的精度,基本达到了目前国内外的非差单点定位的研究水平。图[17]表[5]参[58]

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 单点定位概述
• 1.1.1 非差单点定位概况
• 1.1.2 国内外研究现状
• 1.2 本文的主要研究内容和组织结构
• 1.2.1 本文的主要研究内容
• 1.2.2 本文的组织结构
• 2 单点定位数学模型及误差分析
• 2.1 伪距单点定位原理与数学模型
• 2.2 与信号传播有关的误差
• 2.2.1 电离层延迟误差分析
• 2.2.2 对流层延迟误差分析
• 2.2.3 多路径效应的影响
• 2.3 与频率有关的误差
• 2.3.1 相对论效应的影响
• 2.3.2 卫星钟差改正
• 2.3.3 接收机钟差改正
• 2.4 与参考系有关的误差
• 2.4.1 天线相位中心偏差和变化
• 2.4.2 地球自转影响
• 2.4.3 固体潮和潮汐改正
• 2.5 本章小节
• 3 单点定位数据处理方法
• 3.1 卫星位置计算
• 3.1.1 用广播星历计算卫星位置
• 3.1.2 用精密星历计算卫星位置
• 3.1.3 切比雪夫拟合
• 3.2 接收机钟差计算
• 3.2.1 接收机钟差计算步骤
• 3.2.2 伪距剔除指标讨论
• 3.3 数据预处理方法
• 3.3.1 周跳探测
• 3.3.2 相位平滑
• 3.4 参数估计方法
• 3.5 本章小节
• 4 程序实现及实验数据分析
• 4.1 程序功能简介
• 4.1.1 程序流程及数据格式
• 4.1.2 程序菜单功能介绍
• 4.2 实验数据的获取及预处理
• 4.3 数据质量分析
• 4.3.1 数据源质量分析
• 4.3.2 实验结果质量分析
• 4.4 本章小节
• 5 结语
• 参考文献
• 附录 程序相关代码
• 致谢
• 作者简介