论文部分内容阅读
精密单点定位技术(Precise Point Positioning, PPP)只需单个测站就能实现高精度定位,提供全球静态厘米级、动态厘米至分米级的定位服务,以其单站解算、高精度等优点逐渐成为国内外卫星导航定位领域的研究热点。自1997年以来PPP技术得到了迅速发展,在变形观测、低轨卫星定轨、高精度导航定位、精准农业及交通电力等领域得到了广阔应用。但是,传统的PPP技术仍采用浮点解的形式,定位精度和收敛速度仍待提高。载波相位中的诸多偏差造成模糊度非整数,因此模糊度的固定成为PPP技术中亟需解决的问题。本文深入研究了PPP定位原理及数学模型,分析总结目前常用的非差模糊度固定算法,从PPP观测方程入手,分析非差模糊度不具有整数特性的原因,总结模糊度可以恢复成整数的理由,采用非差方法实现模糊度的固定,并且采用重庆CORS数据进行了实例验证,对固定解的精度进行分析。本文的主要工作与结论如下：(1)阐述了精密单点定位原理、误差源及参数估计方法。介绍常用的几种PPP模型,对影响定位的误差源进行分类研究,针对各项误差给出相应的改正模型,介绍了Kalman滤波原理及滤波器的构建,并且用IGS数据进行了实例验证。(2)深入研究了非差模糊度固定算法。从基准站解算FCBs的角度不同,将模糊度固定算法分为三类：基于FCBs的模糊度固定算法、基于整数钟的模糊度固定算法、基于实数的模糊度固定算法。本文分别从原理模型、实现方法等方面对各算法进行阐述研究。通过对各算法定位精度、数据存储特点进行总结分析,决定采用基于FCBs的模糊度固定算法实现固定解。(3)分析模糊度非整数的原因,实现FCBs的提取。通过对精密单点定位载波相位观测方程的研究,总结影响模糊度非整数的因素：初始相位偏差,硬件延迟偏差,传统无电离层模型偏差等。在此基础上,分析模糊度能恢复成整数的可能性。采用非差最小二乘方法提取宽巷FCBs,将宽巷模糊度固定,结合非差PPP模糊度得到窄巷实数模糊度,采用同样方法估算窄巷FCBs。重庆CORS数据表明：卫星宽巷FCBs非常稳定,全天波动不大于0.2周；窄巷由于波长较短,FCBs波动稍大,10min内窄巷FCBs较为稳定。(4)实现固定解。流动站通过基准站解算的FCBs固定宽巷、窄巷模糊度,两者组合得到无电离层模糊度,进而实现PPP固定解。本文利用Visual C++ 6.0实现上述算法,包括基准站FCBs的估算和流动站模糊度的固定,并且用重庆CORS数据进行了实例验证：与浮点解相比,固定解定位E方向和U方向精度明显提升,分别从12mmm、20mm提高到6.5mm、14mm,精度分别提升47.3%和29.1%；收敛时间方面,达到10cm的时间由原来的64min缩短至41min。