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整周模糊度解算是GPS定位应用中的关键技术,整周模糊度的解算速度决定了GPS定位的效率,快速准确的确定模糊度参数,对GPS应用的发展有决定性的意义。
本文的主要内容及成果如下:
1、阐述了GPS的基本原理,基本组成,观测值的类型和组合,模糊度解算研究的基本情况。
2、介绍了两种经典的模糊度算法FARA法和LAMBDA法,重点阐述了LAMBDA法的原理,对两种降相关方法进行了分析,结合算例进行了对比分析,结果表明:联合降相关法由于对方差—协方差阵对角线元素进行了排序,故在降相关效率上比迭代法略胜一筹。详细论述了序贯条件最小二乘平差搜索算法,以及搜索椭球参数的确定方法。
3、对FARA法和LAMBDA法进行了对比分析。结果表明:一般情况下,从数值结果来看,LAMBDA法要优于FARA法,因此LAMBDA法目前被广泛应用;其次,在参数相关性的利用方面LAMBDA法明显优于FARA法,由于条件方差确定的搜索范围小于置信区间确定的搜索范围,所以观测条件的变化会使搜索效率产生较大波动;第三,二者备选值个数的控制方法存在差别,LAMBDA法用几何方法控制,使得搜索效率保持稳定,而FARA法通过置信区间控制,参数精度对区间的大小的影响很大。
4、提出了基于LAMBDA法的模糊度单历元解算的改进方法,即在宽巷双差模糊度求解时对模糊度的浮点解进行分组,先解算方差较小的一组,用解得的结果增强方程强度,使得原来方差较大的一组方差值大幅缩小,从而提高解算效率和固定模糊度的能力;浮点解求出后,不直接进入搜索程序,而是结合降相关后的方差—协方差阵进行取整的判定,从而避免不必要的搜索,提高解算效率。为了验证算法改进后的效果,用实例数据进行了检验。结果表明,该算法利用了双差宽巷观测值波长较长,误差较好消除的优点,克服了单历元伪距精度低,浮点解精度差,搜索空间巨大等不足,对宽巷双差模糊度进行分组,有效的提高了固定模糊度的能力;对浮点解结果进行取整判断,避免了不必要的搜索,有效的提升了固定模糊度的效率。本文的研究成果对于GPS高精度动态定位的理论研究有着一定的借鉴意义。
5、用MATLAB语言开发编写了改进LAMBDA算法的源代码,经过实例验证,达到了设计要求。