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随着GPS、BDS、GLONASS、Galileo全球四大卫星导航系统的不断发展和完善,全球卫星导航系统进入多星座多频融合定位时代。多星座融合将有助于提高定位精度、可靠性,以及高遮挡、复杂环境下的可用性,而如何有效进行数据融合,是实现多星座融合基线定位解算关键技术之一;多频观测值组合具有快速固定模糊度的特性,目前BDS是唯一全星座播发三频信号的卫星系统,因此如何充分利用BDS三频观测值,建立附有BDS三频约束的GNSS基线解算模型,实现GPS/GLONASS/Galileo组合模糊度快速固定,对于推广我国BDS应用具有重要意义。鉴于此,本文针对以上问题进行了研究,主要内容与成果如下:1、详细阐述了多星座多频GNSS融合定位基础理论。对GPS、BDS、GLONASS、Galileo坐标系统、时间系统进行了对比分析并且实现了四系统时空统一;以BDS为例介绍了多频观测值线性组合以及GNSS定位中常见的双频观测值组合模型及其观测值噪声。2、GNSS多星座融合基线解算关键技术研究。在对模型病态性介绍的基础上,基于条件数法分析了基线解算模型病态性以及对模糊度解算的影响,基线解算中引入伪距观测方程,显著降低模型病态性加快模糊度收敛速度;针对短基线、中长基线、长基线不同特点以及CDMA信号卫星系统与FDMA信号卫星系统的差异,建立了适合于不同基线长度的GPS/BDS/GLONASS/Galileo四系统融合基线解算模型;实验结果表明:双系统、多系统融合定位精度优于单系统;短基线、中长基线四系统定位相对于单GPS,在N、E、U 三个方向定位精度分别提高了 53.3%、60.0%、42.8%和 47.2%、38.2%、42.8%,在GPS/BDS/GLONASS三系统组合中,42km、61km两组中长基线的平面和高程定位精度均优于2cm,119km、174km两组长基线平面定位精度优于2cm,高程优于4cm。3、附有BDS三频约束基线解算模型研究。针对BDS超宽巷模糊度固定,提出超宽巷模糊度搜索方法,通过该方法提高超宽巷模糊度固定成功率;利用已经固定的BDS模糊度,建立附有BDS三频约束的GPS/GLONASS/Galileo基线解算模型;实验结果表明:对于短基线,采用约束模型Ratio值大于50为87.6%,而传统基线解算模型不足10%,采用约束模型法方程条件数比传统方法小2～4个数量级,显著减弱模型病态性,提高模糊度固定可靠性。4、GNSS多星座多频融合基线解算软件(GBSS)研发及测试。利用前述的理论算法成果,开发了一套GPS/BDS/GLONASS/Galileo四系统融合基线解算软件;利用多组数据进行实验验证,结果表明,不同长度基线GBSS与GAMIT解算基线向量互差均小于1cm,单独采用GBSS软件对14901条基线进行处理,N、E两个方向定位精度优于1cm分别占99.7%、96.9%,从而验证了软件的可靠性与稳定性。