多系統(tǒng)GNSS實時數(shù)據(jù)質(zhì)量分析及軟件實現(xiàn).pdf

1、隨著我國北斗系統(tǒng)的運行，Galileo等建設(shè)推進和GPS/GLONASS的完善提升，衛(wèi)星導(dǎo)航已進入多系統(tǒng)并存的嶄新時代，多模多頻觀測信息為提升定位的精度、可靠性、時效性和連續(xù)性提供了新的技術(shù)條件;原始觀測數(shù)據(jù)作為GNSS定位最主要的數(shù)據(jù)源，對其進行實時解碼與質(zhì)量分析，是多系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)RTK和實時PPP等技術(shù)實現(xiàn)的前提和基礎(chǔ)。而目前的GNSS數(shù)據(jù)解碼和質(zhì)量分析軟件存在較明顯的技術(shù)局限性，主要體現(xiàn)在：無法處理實時數(shù)據(jù)流，不支持BDS數(shù)據(jù)，電文格

2、式向上兼容性較弱，且操作復(fù)雜、界面不夠友好直觀。本文針對BDS兼容GPS/GLONASS的觀測數(shù)據(jù)流，開展觀測電文在線解析、數(shù)據(jù)質(zhì)量實時分析和評價方法的研究，并開發(fā)了多系統(tǒng)GNSS實時數(shù)據(jù)質(zhì)量分析軟件。本文主要的研究內(nèi)容如下:
　　(1)系統(tǒng)介紹了主流的GNSS原始數(shù)據(jù)流電文格式的內(nèi)容、格式及應(yīng)用，分析每種數(shù)據(jù)格式中觀測數(shù)據(jù)、導(dǎo)航數(shù)據(jù)及各種輔助信息的組織結(jié)構(gòu)，研究電文解析方法，并給出具體的解析邏輯流程圖，實現(xiàn)對主流電文格式的兼容，

3、即多系統(tǒng)原始GNSS數(shù)據(jù)流的實時解析。重點研究了最新的差分電文RTCM3.2版本的多系統(tǒng)統(tǒng)一編碼電文MSM(Multiple Signal Message)的結(jié)構(gòu)和特點，針對電文結(jié)構(gòu)中衛(wèi)星信號標(biāo)志量設(shè)計思想及觀測數(shù)據(jù)分割原理提出相應(yīng)的解析方法，實現(xiàn)電文各字段的完整提取，并通過實測數(shù)據(jù)驗證解析結(jié)果的正確性。
　　(2)研究了多系統(tǒng)GNSS數(shù)據(jù)質(zhì)量分析的指標(biāo)和方法。從環(huán)境影響、接收機性能、數(shù)據(jù)丟失率等方面分析了多路徑效應(yīng)、衛(wèi)星信號的信

4、噪比、觀測數(shù)據(jù)的完整性等相關(guān)的主要指標(biāo)。研究了多路徑效應(yīng)的計算方法，通過數(shù)據(jù)分析證明多系統(tǒng)融合能夠明顯削弱多路徑效應(yīng)對定位結(jié)果的影響;通過比較不同測站以及相同測站不同系統(tǒng)的觀測值信噪比，分析接收機設(shè)備對觀測噪聲的抑制能力以及各導(dǎo)航系統(tǒng)的觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量;對反映歷元和觀測數(shù)據(jù)丟失情況的數(shù)據(jù)完整性指標(biāo)進行闡述和分析。在分析觀測數(shù)據(jù)本身質(zhì)量內(nèi)容之外，研究了反映多系統(tǒng)星站觀測結(jié)構(gòu)的PDOP值的意義和計算方法，比較了多系統(tǒng)與單系統(tǒng)的可見衛(wèi)星數(shù)和PDO

5、P值，數(shù)據(jù)表明多系統(tǒng)融合能夠明顯改善星站觀測結(jié)構(gòu)，有利于提高復(fù)雜環(huán)境下高精度定位的可靠性。
　　(3)開發(fā)了多系統(tǒng)GNSS實時數(shù)據(jù)質(zhì)量分析軟件。設(shè)計了軟件的各個主要組成部分的功能，詳細(xì)闡述了各部分之間的協(xié)同工作流程和線程間數(shù)據(jù)通信的方式。通過本地串口通信和網(wǎng)絡(luò)TCP通信方式實現(xiàn)本地接收設(shè)備和遠(yuǎn)程基站設(shè)備的原始GNSS數(shù)據(jù)流的實時接入;采用TeeChart繪圖控件繪制數(shù)據(jù)解析和質(zhì)量分析結(jié)果并進行實時顯示;對不同電文格式數(shù)據(jù)進行測試分