【摘 要】
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全球卫星定位导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）可提供实时、连续、高精度的导航、定位和授时服务,在诸多领域应用广泛,已成为不可或缺的基础设施。随着北斗全球卫星导航系统（BDS-3）的建成开通,有必要针对BDS-3的全新特性,以及与其他GNSS系统的组合定位展开研究。精密单点定位（Precise Point Positioning,PPP）技术因
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全球卫星定位导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）可提供实时、连续、高精度的导航、定位和授时服务,在诸多领域应用广泛,已成为不可或缺的基础设施。随着北斗全球卫星导航系统（BDS-3）的建成开通,有必要针对BDS-3的全新特性,以及与其他GNSS系统的组合定位展开研究。精密单点定位（Precise Point Positioning,PPP）技术因其机动灵活、服务范围广、作业效率高、成本低、数据处理简单的特点成为GNSS领域的研究热点。目前,PPP正朝着多频多系统、模糊度固定、实时等方向发展。本文基于GNSS PPP及模糊度固定现有定位理论与方法,重点研究了GPS/BDS-2/BDS-3多系统组合PPP函数模型和PPP模糊度固定方法。主要研究内容如下:（1）构建了GPS/BDS-2/BDS-3组合PPP定位模型并评估其BDS-3新信号性能。针对融入BDS-3新信号的多系统PPP数据处理问题,推导了DCB至频间偏差的转换公式,并采用CAS DCB产品进行BDS-3新信号卫星端频间偏差改正,研究了BDS-2/BDS-3系统间偏差对组合定位的影响。加入系统间偏差估计后,组合PPP收敛时间有约10%的提升。在此基础上,对GPS/BDS-2/BDS-3组合PPP进行了详细的性能分析。结果表明,采用BDS-3新信号的组合PPP相对BDS-3旧信号在定位精度上提升显著,静态提升约10%,仿动态提升约5%。（2）分析了GPS/BDS-2/BDS-3组合PPP模糊度固定算法在动态场景定位性能。总结了PPP模糊度固定的基础原理与算法。以GPS单系统PPP为例,验证了PPP固定解相比浮点解的定位性能改善主要在东方向。采用提供BDS-3新信号相位偏差改正产品的CNES后处理产品对GPS/BDS-2/BDS-3组合PPP模糊度固定进行了定位性能评估。结果表明加入北斗系统后,定位精度、固定率和首次固定时间均得到较大改善。采用实测车载数据进行了动态场景下的PPP模糊度固定性能评估,结果表明,动态PPP固定解东北天方向定位误差RMS分别为6.64cm、4.21 cm和17.28 cm,其中东方向相比浮点解提升了9.78%。（3）评估了GPS/BDS-2/BDS-3组合实时PPP定位性能并验证其在实时监测的应用。总结了IGS实时PPP服务流程及实时产品的恢复原理,选取了提供BDS-3 SSR改正信息的分析中心,对不同机构的实时轨道和钟差产品进行精度分析。结果表明,目前的北斗实时精密产品精度较GPS仍有一定差距。基于各分析中心的实时产品进行了GPS/BDS-2/BDS-3组合实时PPP定位性能分析。结果表明,加入北斗系统后,组合PPP的收敛时间有了较大提升,但受限于北斗精密产品精度问题,定位精度提升不明显。最后,以汤加火山监测为例,基于CNES实时精密产品对实时PPP在灾害监测相关领域中的应用前景进行了验证。
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