BDS/GPS三频姿态测量关键算法的研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:fenfeixueer
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利用全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)观测数据进行姿态测量是GNSS的重要应用领域之一。然而,采用单一卫星导航系统进行姿态测量可能存在可视卫星数目少和模糊度固定率低的问题。利用BDS/GPS双系统进行姿态测量能够增加可视卫星数目;同时BDS三频技术在模糊度求解方面更具有优势,能够改善模糊度固定率低的问题。因此,本文以BDS/GPS三频姿态测量为主题,重点研究BDS/GPS姿态测量中的模糊度解算和姿态解算两个重要内容,主要工作如下:(1)利用MP(Multipath)组合观测值模型分析不同频点伪距多路径效应的特点,实验结果表明,BDS B3和GPS L5的伪距多路径效应小于同系统的其他两个频点;利用零基线双差观测模型分析不同频点双差噪声的特点,实验结果表明,BDS B3和GPS L5的伪距双差噪声值明显小于同系统的其它两个频点,BDS和GPS同一系统不同频点的载波双差噪声值相差不大。(2)针对TCAR(Three-Carrier Ambiguity Resolution)算法固定短基线宽巷模糊度成功率低的问题,给出了两种改进方案。方案1,直接引入超宽巷模糊度值代替超宽巷载波组合观测值求解宽巷模糊度;方案2,筛选三组线性无关的组合系数直接求解模糊度。实验结果表明,方案2模糊度固定成功率整体优于方案1,固定短基线模糊度时方案2对TCAR算法起到了一定的优化作用。(3)针对LAMBDA(Least-square Ambiguity Decorrelation Adjustment)算法固定BDS/GPS双系统模糊度时存在搜索效率低的问题,给出一种基于BDS三频约束的LAMBDA算法。该算法首先利用改进的TCAR算法固定BDS模糊度,然后以固定模糊度后的BDS载波观测方程作为约束条件固定BDS/GPS观测方程中的GPS模糊度。实验结果表明,该算法与LAMBDA算法模糊度固定的成功率相当,但是解算速度较LAMBDA算法提高了75%。然而,当BDS模糊度固定出现错误时约束条件会变弱,甚至会导致GPS模糊度固定出现错误。(4)研究三轴姿态解算(Three-axis Attitude Determination,TRIAD)算法,分析基线夹角和基线长度对姿态测量精度的影响,并给出姿态测量中接收机天线布设方案和主矢量选取原则。
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