GPS/BDS组合精密单点定位研究

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随着我国北斗卫星导航系统第三代的进一步推进,地球上空可用导航卫星数目激增。为多系统组合导航创造了更为有利的条件。基于对目前多系统组合精密单点定位方式的一些前期调研,尽管精密单点定位已经在众多领域中都展现出很大的优势,但是从科研工作者获取差异性数据以及用户定位最为关注的定位精度和收敛时间的角度来分析,仍然发现了一些值得探讨的问题。本文尝试从以下三个方面对GPS/BDS组合精密单点定位展开了研究。(1)本文着重分析了精密单点定位中的包括GNSS精密单点定位中涉及的数学模型、精密单点定位的主要误差、参数估计方法在内的基础理论。而且对精密单点定位中不同类型误差进行了较为详细的介绍。对单系统定位模型分析同时还推导了多导航系统组合的精密单点定位模型。(2)本文为了实现GNSS数据有效的共享应用,使已有数据资源的价值可以让更多用户方便快捷地充分利用,解决一般用户主要是学生群体的数据不足对学习与研究的制约,减少数据资源采集、整理、数据质量初步评估等重复性劳动,在提供相对全面的数据的同时避免对数据的冗余存储的弊端,设计了一种数据共享平台。该平台实现了“一站式”数据共享,“可视化”分析结果展示。(3)本文提出了一种典型环境下的选星方法。通过增加GPS/BDS双系统组合导航中GPS卫星的被选权重。实验证明新的选星方法可以增加定位的有效性、加快收敛速度。利用IGS网七个站七天的数据使用GAMP开源软件从定位精度、收敛时间、卫星GDOP值三个观测指标对比分析了单GPS系统,单BDS系统,GPS/BDS组合精密单点定位性能,并且对所得到的解算结果进行了讨论:从GPS/BDS组合的GDOP可以看出其通过组合的方式增加了可见卫星数并且优化了有效卫星的几何构形,能够加强卫星导航的定位性能,相比单系统导航定位在定位精度上也有较大的改善,特别是对BDS的性能;从各个测站的七天的定位结果在ENU和位置偏差S的RMS分析可以看出,GPS\BDS双系统精密单点定位模式在静态定位精度亦或是静态收敛速度均表现最优;比较分析单GPS和单BDS精密单点定位,BDS的定位精度在个别测站能获得与GPS相当的定位精度甚至比GPS表现出更优的精度优势,但就七个站总体表现是要次于单GPS的。
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