基于BDS/GPS广域增强系统的实时精密单点定位算法及软件实现

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实时精密单点定位技术(Real Time Precise Point Positioning,RTPPP)已经是卫星导航定位领域的一个重要研究热点。实时高精度动态定位,将是未来一个重要的导航定位技术手段。本文基于精密单点定位技术,利用BDS和GPS卫星的实时精密轨道钟差数据,实现了双频和单频的BDS/GPS实时动态精密单点定位。论文的主要内容及结论如下:  (1)获取BDS和GPS卫星的实时精密轨道和钟差  本文详细推导了利用卫星的轨道钟差的实时改正数,基于广播星历恢复得到实时精密轨道钟差的计算方法。对比分析了不同实时星历对实时定位的影响,在实时星历的选取方面,给大家提供了参考和建议。系统分析了实时卫星钟差基准对定位的影响,并提出相应的处理方法。  (2)实时周跳探测  本文重点分析研究了实时单频周跳探测方法以及它们的适应范围。采用相位伪距组合法,相位变化率法以及多项式拟合法联合进行实时单频周跳探测。改进了多项式拟合法的阀值选取方法,通过实验验证了其有效性。  (3)参数估计方法  本文在介绍抗差卡尔曼滤波方法基础上,对标准化残差的计算方法进行改进。把改进的方法应用到本文的实时精密单点定位软件中,实验表明改进后的抗差滤波可以实现厘米级的动态定位精度。  (4)BDS/GPS实时精密单点定位软件实现  在介绍了实时精密单点定位的理论基础上,作者利用C语言,实现了BDS和GPS双系统以及单系统的的实时精密单点定位。定位模式包括单频和双频实时定位,双卫星系统和单卫星系统定位。  (5)软件精度测试  本文利用德国联邦测绘局(BK G)提供的实时卫星轨道钟差改正数,做了静态模拟动态实验和车载动态实验。静态模拟动态实验结果显示,双频实时动态定位精度可达厘米级,单频实时动态定位水平方向精度优于20厘米。城市郊区复杂环境下的车载动态实验结果表明,双频实时动态定位精度可达10厘米左右,单频实时动态定位精度为分米至米级。而且在卫星观测条件较差时,BDS/GPS双系统定位与GPS单系统定位相比,双系统定位精度和收敛速度都有显著提高。
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