BDS-GPS精密單點定位的處理技術(shù)研究.pdf

1、隨著近些年來精密單點定位技術(shù)(Precise Point Positioning，PPP)應(yīng)用前景的延展，有關(guān)PPP算法實現(xiàn)中的數(shù)據(jù)處理方法以及多個導(dǎo)航系統(tǒng)聯(lián)合方式下的PPP成為當(dāng)前精密定位領(lǐng)域的研究熱點。為使PPP算法獲得更短的收斂時間以及更高的定位精度，多個導(dǎo)航系統(tǒng)的集成，例如BDS(BeiDou Navigation Satellite System，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng))和GPS(Global Positioning System)

2、以及更優(yōu)的定位方法是兩種可行選擇。針對傳統(tǒng)最小二乘(Least Squares，LS)方法解算過程存在孤立各歷元觀測量之間的關(guān)系，以及擴(kuò)展卡爾曼濾波(Extended Kalman Filter，EKF)方法解算過程存在先驗信息不準(zhǔn)導(dǎo)致濾波性能不佳的問題，提出在PPP算法中，通過運(yùn)用自適應(yīng)擴(kuò)展卡爾曼濾波(Adaptive extended Kalman Filter，AKF)對過程噪聲進(jìn)行實時估計及調(diào)整，以達(dá)到對系統(tǒng)狀態(tài)的最優(yōu)估計。

3、r>　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究了PPP的浮點解方法及模糊度固定方法。著重通過比較分析對傳統(tǒng)無電離層(Ionosphere-Free，IF)模型進(jìn)行了深入研究，IF模型可以消除電離層一階項的誤差影響，由于這部分的誤差影響可以達(dá)到電離層總影響的99.9％，因此IF模型對于減弱電離層影響的效果最為明顯。⑵PPP區(qū)別于差分定位和單點定位的地方在于PPP需要修正處理的誤差源更多，對于各項誤差影響修正的程度高低將直接決定用戶定位的精度水平及指標(biāo)

4、要求。對PPP涉及的各項誤差進(jìn)行分類，然后對各項誤差的特性及產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析，最后詳細(xì)研究了各個誤差的修正處理方法。對于不同類型的誤差分別采取模型修正或者參數(shù)估計的方法進(jìn)行處理，以求其對定位結(jié)果的影響因子達(dá)到最小值，從而提高PPP導(dǎo)航定位的性能。⑶PPP中數(shù)據(jù)預(yù)處理方法關(guān)乎用戶位置的解算精度及可靠性，還將直接影響濾波的收斂速度，而周跳探測與修復(fù)又是其中一個較為關(guān)鍵的問題。文章研究了PPP非差模型的周跳探測與修復(fù)問題，在單一方法存在探測

5、盲點的情況下，提出了聯(lián)合使用電離層殘差法和M-W法組合進(jìn)行周跳探測，通過觀測值的相關(guān)組合對兩個頻段上的周跳進(jìn)行探測并分離出來，然后完成周跳的修復(fù)，最后通過實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行測試分析，實驗結(jié)果表明了組合方法的有效性、適用性及可行性，該組合方法充分結(jié)合兩種單一方法的優(yōu)點，提高了周跳探測與修復(fù)的效率。⑷研究組合系統(tǒng)的處理方法，分析了BDS/GPS組合PPP與BDS單系統(tǒng)、GPS單系統(tǒng)PPP的區(qū)別，給出了組合系統(tǒng)PPP的解算模型，并運(yùn)用AKF對狀態(tài)參

6、數(shù)進(jìn)行估計，實現(xiàn)了MATLAB的算法測試與實現(xiàn)。最后通過相關(guān)實際采集的實驗數(shù)據(jù)對算法進(jìn)行測試驗證，實驗結(jié)果表明：與傳統(tǒng)的EKF算法相比，基于AKF算法的PPP收斂時間可提高9分鐘，定位精度可提高33.7%。組合系統(tǒng)較單一系統(tǒng)在定位精度與收斂速度上都有顯著提高，而且組合系統(tǒng)具有更多的可用衛(wèi)星，能夠保證系統(tǒng)的可靠性、可用性和連續(xù)性。隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的加速發(fā)展及現(xiàn)代化進(jìn)程，多系統(tǒng)聯(lián)合進(jìn)行定位是一種趨勢，并且是一種有效的提高定位性能的手段，