北斗三頻長基線模糊度固定算法及其應用研究.pdf

1、我國BDS系統(tǒng)采用三頻技術(shù)，可提供三個頻率的觀測值。三頻觀測值可以形成更多組合波長更長、組合噪聲更小、電離層延遲更小的組合，有利于減小觀測誤差?；诂F(xiàn)有的雙頻理論，深入研究三頻導航定位技術(shù)中周跳探測理論和模糊度固定算法，可以提高導航定位的精度和效率。因此，本文針對北斗三頻周跳探測和長基線模糊度固定問題做了深入的研究分析，其主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）在分析雙頻導航定位模型的基礎(chǔ)上，以載波觀測值為例，簡要介紹了三頻組合觀測理論，探

2、討了組合觀測值的選取條件，分析推導了一些常用的線性組合方程。
　?。?）針對BDS三頻觀測數(shù)據(jù)的周跳探測問題，深入分析三頻偽距相位組合周跳探測方法和三頻無幾何相位組合周跳探測方法，采用北斗三頻實測數(shù)據(jù)進行驗證。結(jié)果表明這兩種方法都存在不敏感周跳，無法單獨應用于三頻數(shù)據(jù)的周跳探測中。因此，在周跳探測中需要根據(jù)不敏感周跳的特點，聯(lián)合多種方法進行周跳探測。
　?。?）為實現(xiàn)在電離層活躍期對北斗三頻觀測值的周跳探測，在分析北斗三頻觀

3、測值特性的基礎(chǔ)上，推導并提出一種北斗三頻無幾何無電離層組合周跳探測方法。針對該方法存在的缺點，結(jié)合二次歷元間差分的無幾何相位組合法，對北斗三頻觀測數(shù)據(jù)進行周跳探測。并利用電離層高度活躍時期的觀測數(shù)據(jù)對該方法進行驗證，實驗結(jié)果表明，該方法可以在高電離層影響下探測所有周跳，并可用于北斗三頻實時導航定位中的周跳處理。
　　（4）推導了混合整數(shù)模型最小二乘模糊度解算過程。分析了TCAR法Geometry-free模型在短基線模糊度解算中的

4、應用，并利用不同長度的短基線驗證Geometry-free模型模糊度的解算效果，結(jié)果表明，隨著基線長度的增加，受電離層、對流層誤差的影響，模糊度波動范圍越來越大，無法通過取整直接固定模糊度。
　?。?）針對長基線中模糊度固定困難的問題，分析了影響長基線模糊度固定的因素，研究了TCAR法中的Geometry-based模型模糊度解算理論，提出采用多歷元平滑的方法進行模糊度固定。采用模糊度固定的寬巷和超寬組合觀測值形成一個無電離層的組

5、合觀測值去固定窄巷模糊度，結(jié)合北斗三頻長基線數(shù)據(jù)對該方法進行驗證，定位結(jié)果表明，當窄巷模糊度被固定以后其定位精度可以達到厘米級。
　?。?）將北斗三頻相對定位技術(shù)應用到滑坡監(jiān)測中，通過形變監(jiān)測平臺模擬滑坡變形過程，用不同長度（30m，60km和110km）的BDS基線對形變過程進行了監(jiān)測，實驗結(jié)果表明，隨著基線長度的增長，其監(jiān)測誤差越來越大。最后通過滑坡實例進行驗證，并與高精度全站儀監(jiān)測結(jié)果進行分析對比，結(jié)果表明北斗三頻相對定位技