基于GPS轨迹数据定位异常的双频定位方法优化研究

论文摘要

应时代的发展以及科技的进步,“北斗二代”卫星导航系统,早已进入了人们关注的视野内,并从2015年3月起,“北斗三代”也逐渐展露新角。每个国家的国防想要更坚固,科技的先进化必不可少。对于北斗系统的建设,能够为国家的国防安全做出很大的贡献。而GPS卫星导航系统一直是国际各大卫星导航系统发展的重要比较对象,正因为如此,本文针对GPS中出现的轨迹数据定位异常情况进行分析研究,并基于北斗卫星系统,对其双频的定位方法理论部分进行研究和仿真结果的分析。本文首先对北斗卫星导航系统的组成、功能以及特点进行了较为细致的阐述,对于出现GPS轨迹数据定位异常的情况,列举出电离层模型改正法、电离层延时改正法、差分定位法以及以及非差定位法,这些方法可以减少电离层等因素对定位求解造成的影响,提高定位的精度,解决部分数据异常问题,此外还介绍了克里金插值法,在文中将利用其插值格点化出较平滑的某时刻华南地区区域VTEC分布图。双频的位置解算,可以分为三种模型进行处理,其中包括模型处理与非差模型处理以及无模糊处理,各自具备优劣。通过分析它们的优势和劣势,最终确定使用哪种模型作为本文最终要研究的模型。通过对方程进行不同的线性组合之间的比较,能够获得干净的观测值,当然,这其中还需要利用混合搭配线性组合的方法,为了掌握单纯的观测值,首先要对组合展开解算;其次再对模糊度进行解算;以及对修复周跳进行解算;最后再对探测周跳进行解算。之后,我们发现定位的时候会存在偏差的现象,对于实际操作中的偏差,我们要及时找到产生原因,并且分析、给出解决的方案。想要确认双频高精度定位算法的参数和计算过程,需要对几个关键要素进行计算和推定,比如静态的最小二乘估计,要对它的权重矩阵进行讨论,依据卫星信噪比等信息对其进行相应的假设;而对于接收机位置的动态变化,其需要考虑每时刻状态的转移,宜采用卡尔曼滤波的方法。通过分析以上算法产生的结果和实用性,确定本文最终要使用估计法。最后,介绍双频定位流程,然后分析比对华南地区电离层业务系统的多站点GPS_TEC与IGS_TEC的偏差,决定参与计算的站点数量,同时通过对比大寒节气前后的华南区域VTEC差异选择研究环境背景,利用测站的北斗双频接收机,接收源自北斗卫星的双频信号,进行实时解算,绘制定位结果偏差图并得出精度相关结论。

论文目录

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 论文的主要内容

第2章北斗卫星系统的基本原理及相关方法介绍

2.1 北斗卫星系统概述

2.1.1 北斗卫星导航系统的组成

2.1.2 北斗卫星导航系统的功能

2.1.3 北斗卫星导航系统的特点

2.2 参考站电离层延迟改正法

2.3 差分定位法

2.3.1 差分原理

2.3.2 差分的工作方式

2.4 非差定位

2.5 电子总含量

2.6 单层模型

2.7 全球电离层图

2.8 克里金插值法

2.9 本章小结

第3章双频定位的数学模型

3.1 卫星观测方程

3.2 三种双频定位模型

3.2.1 无电离层模型

3.2.2 UofC模型

3.2.3 无模糊度模型

3.3 数据整合比较分析

3.4 线性组合观测值

3.5 本章小结

第4章基于定位异常的偏差修正

4.1 卫星系统可能出现的偏差

4.1.1 轨道偏差

4.1.2 随机偏差

4.1.3 基于相对论的偏差

4.1.4 北斗相位偏差

4.2 基于传输信号渠道的偏差

4.2.1 电离层偏差

4.2.2 对流层偏差

4.2.3 多渠道作用

4.3 接收站相关延迟

4.3.1 接收机随机偏差

4.3.2 测站偏差

4.3.3 固体潮偏差

4.3.4 周期性负荷潮汐偏差

4.3.5 自转偏差

4.4 本章小结

第5章北斗卫星双频定位方法的仿真分析

5.1 双频定位流程

5.2 最小二乘估计

5.3 卡尔曼估计

5.4 华南地区GPS电离层业务以及测站数量的选择

5.5 仿真实验与分析

5.6 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢

附件

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李俊杰

导师: 陈武喝

关键词: 北斗卫星,双频定位,高精度,定位算法

来源: 华南理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 自然地理学和测绘学

单位: 华南理工大学

分类号: P228.4

DOI: 10.27151/d.cnki.ghnlu.2019.001414

总页数: 94

文件大小: 8392K

下载量: 33

基于GPS轨迹数据定位异常的双频定位方法优化研究

论文摘要

论文目录

文章来源

相关论文文献

猜你喜欢