论文部分内容阅读
北斗卫星导航系统(BDS)已提供亚太地区服务,同时GLONASS和GPS系统均满星座运行,研究多系统的融合精密单点定位,成为近年来的研究热点。针对精密单点定位在实时性、收敛速度和模糊度固定等方面存在的问题,首先系统研究了精密单点定位模糊度固定,提出了分步质量控制的PPP部分模糊度固定算法。其次,探讨了组合多系统精密单点定位的定位精度和收敛速度,提出了通过多系统组合定位来缩短PPP模糊度首次固定时间的方法。最后研究了非差实时GPS/GLONASS精密卫星钟差估计。主要工作和结论如下:(1)提出一种分步质量控制的PPP部分模糊度固定算法。首先,对PPP模糊度为非整数的特性进行分析,指出PPP模糊度固定的关键在于未校准硬件延迟小数部分(FCBs)与模糊度的分离。其次,研究了星间单差和非差FCBs的估计方法,并阐述相应的用户端PPP模糊度固定方法。最后,针对卫星刚升起或出现周跳后模糊度需重新初始化,固定模糊度全集较困难的问题,提出一种分步质量控制的PPP部分模糊度固定算法。(2)实现了星间单差和非差FCBs估计并用于用户端PPP模糊度固定。分析了模糊度固定对于短时间PPP定位精度的影响。同时,通过算例对本文提出的分步质量控制的PPP部分模糊度固定策略进行验证。结果表明,相比PPP实数解,PPP模糊度固定解能够显著提高短时间的定位精度;采用分步质量控制的部分模糊度固定策略,能够有效控制宽巷和窄巷未收敛模糊度影响,提高用户端PPP模糊度固定成功率。(3)研究了组合多系统的精密单点定位,主要探讨了组合GPS/GLONASS以及组合GPS/BDS/GLONASS三系统PPP的定位精度和收敛速度。计算表明,在短时间静态与仿动态定位条件下,相比单系统PPP,组合多系统PPP能够提高PPP收敛速度和短时间定位精度,但三系统与双系统PPP定位结果差别不大。(4)提出了通过组合多系统定位来缩短PPP模糊度首次固定时间的方法。依据组合多系统精密单点定位能够加快实数模糊度收敛,基于自主估计的非差FCBs产品对GPS非差模糊度进行固定,研究了组合系统定位对模糊度固定的影响。实验结果表明,通过多系统组合能够加快PPP模糊度的首次固定时间。(5)探讨了非差实时GPS/GLONASS精密卫星钟差估计方法以及组合GPS/GLONASS实时精密单点定位的定位精度和收敛速度。利用自编软件估计的实时GPS/GLONASS卫星钟差与ESA事后精密卫星钟差符合较好。GPS卫星钟差精度都优于0.2ns,GLONASS卫星钟差的精度优于0.5ns。同时,将获得的实时精密卫星钟差应用于实时PPP,结果表明:组合GPS/GLONASS系统PPP能够获得静态定位厘米级,仿动态定位精度水平方向在厘米量级,高程方向优于20cm的精度,而且组合系统的收敛速度快于单系统。