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精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)相比于原始差分定位,突破了距离限制、降低了定位成本,在导航、变形监测、气象学、自动驾驶等领域已经得到了广泛的应用。但是,在传统PPP解算过程中,模糊度吸收了未校准相位硬件延迟(Uncalibrated Phase Delays,UPD)。因此,传统PPP解算方式只能获取模糊度浮点解。为了获取模糊度固定解(Ambiguity Resolution,AR),一般使用全球卫星导航系统服务组织中各个分析中心播发的UPD改正产品对浮点模糊度进行改正。但是,目前各个分析中心的UPD改正产品对北斗导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)的支持度较低,特别是BDS-3卫星。因此,实现BDS-3 UPD的自主估计,并在此基础上实现BDS-3PPP-AR,对于拓展BDS-3在高精度定位领域的应用具有重要意义。围绕这一核心目标,本文主要从数据质量分析与控制、BDS-3 UPD估计和BDS-3 PPP-AR这几方面展开研究。具体的研究内容和成果包括:(1)在数据质量分析与控制方面,主要从精密产品质量分析、广播星历数据质量分析和观测数据伪距偏差改正模型构建3个方面展开研究。首先,从产品之间的符合性、对BDS-3卫星的支持度等方面,分析了不同精密产品的质量。结果发现,武汉大学(Wuhan University,WUM)和波茨坦地理研究中心(GFZ German Research Centre for Geosciences,GFZ)两家分析中心的数据最适合进行BDS-3相关实验。然后,对BDS-3广播星历进行分析,并发现BDS-3相较于BDS-2轨道及钟差精度有显著提升。对于BDS-3卫星广播星历,中圆地球轨道(Medium Earth Orbit,MEO)卫星精度为 0.276 m,地球静止轨道(Geostationary Earth Orbit,GEO)卫星精度最差,为0.571 m。最后,针对倾斜地球轨道(Inclined Geosynchronous Satellite Orbit,IGSO)和MEO卫星观测数据的伪距偏差,构建了高度角相关单卫星改正模型。同时,针对GEO卫星,构建了时间相关改正模型。模型改正结果表明,在降低伪距偏差序列标准差方面,IGSO/MEO能有效降低6.3%-40.7%,GEO能有效降低0.4%-53.6%,在降低宽巷(Wide Lane,WL)组合序列标准差方面,所有卫星能降低 21.0%-39.6%。(2)在BDS-3 UPD自主估计方面,详细推导了非差无电离层组合UPD估计模型,并利用313个测站的实测数据进行验证。同时,从产品稳定性和可靠性等方面,对自估产品的质量及其空间影响因素进行了分析。结果表明,使用非差无电离层算法估计BDS-3 UPD产品具有可行性。自估UPD产品在稳定性方面,WLUPD在一个月内的波动幅度在0.01周以下,窄巷(Narrow Lane,NL)UPD产品在0.3周以下。同时,当可用测站高于40个时,NL UPD产品波动幅度将降低到0.2周以下。其中,单天内96%的卫星NL UPD波动幅度小于0.2周,42%小于0.1周。在可靠性方面,单天的WL UPD估计残差有94.4%在±0.15周以内,99.1%在±0.25周以内。相较于WL UPD估计产品,NL UPD的可靠性较差,估计残差只有82.6%在±0.15周以内,99.8%在±0.25周以内。其次,本文通过实验发现,增加测站数有利于提升UPD产品的稳定性和可靠性,并且越靠近卫星星下点轨迹的测站固定率越高。(3)在BDS-3 PPP-AR方面,详细推导了星间单差无电离层模糊度固定模型,并使用16个全球观测站的观测数据进行了静态定位实验。同时,从定位精度、收敛时间和固定率等方面,对比分析了基于自估UPD产品和WUM UPD产品的单BDSPPP-AR定位性能。结果表明,使用自估UPD产品能够实现单BDS模糊度的固定,并且固定率较使用WUMUPD产品高。同时,基于自估UPD产品,单BDS PPP-AR在东、北、天顶3个方向上静态定位精度分别为0.88、0.76、1.57 cm,相对于浮点解分别提升33.9%、23.2%、40.3%。其次,引入BDS系统以后,多系统组合PPP-AR定位精度和收敛时间均能显著改善。静态3D固定解精度方面,全球卫星导航系统(Global Positioning System,GPS)、BDS 组合为 0.92 cm,优于 GPS、伽利略(Galileo)组合的0.96 cm。同时,这两种组合相对于单GPS,3D定位精度分别提升24.0%、22.3%。在收敛时间方面,GPS、BDS和Galileo组合需要12.5 min,相对于 GPS、Galileo 组合的 13.5 min,缩短了 7.4%。图[38]表[10]参[103]