【摘 要】
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卫星导航定位技术已进入多系统融合的全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）导航定位时代,这为精密导航定位技术的发展带来了新的机遇与挑战:GNSS融合定位明显改善了卫星星座空间几何结构、提高了定位的精度和稳定性,但是各系统差异性以及多频多模融合的复杂性也随之提升,表现在多种频率的差异、硬件延迟的不同、星座设计的差异以及时空基准的不同等方面。随
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卫星导航定位技术已进入多系统融合的全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）导航定位时代,这为精密导航定位技术的发展带来了新的机遇与挑战:GNSS融合定位明显改善了卫星星座空间几何结构、提高了定位的精度和稳定性,但是各系统差异性以及多频多模融合的复杂性也随之提升,表现在多种频率的差异、硬件延迟的不同、星座设计的差异以及时空基准的不同等方面。随着变形监测要求的不断提高,以往传统的变形监测方法愈发难以满足目前的要求,而卫星定位技术作为目前主流的变形监测方法,在收星受限情况下,倘若能够充分利用多频多模的优势进行紧组合,将对变形监测的应用潜力具有重要意义。本文的主要工作与研究成果如下:1.充分顾及接收机硬件延迟、时空基准偏差及其它偏差,从基本方程出发,介绍了 基于码分多址（Code Division Multiple Access,CDMA）技术的统一 GNSS观测方程。2.从后处理参数估计的角度,介绍了短基线情况下,同频/异频紧组合系统间偏差（Inter-system Bias,ISB）估计模型,分析了 GPS L1-Galileo E1 同频以及 GPS L1/L2-BDS B1/B2异频紧组合ISB的时域特性。结果表明,接收机端ISB在数小时至一天内具有一定稳定性;基线两端接收机类型相同时,GPS L1-Galileo E1同频紧组合ISB参数可以忽略,而无论接收机是否异同,GPS L1/L2-BDS B1/B2异频紧组合ISB则必须考虑。3.充分考虑了接收机端硬件延迟,推导了顾及硬件延迟的单历元GNSS似单差变形监测模型（Similar Single Difference Model,SSDM）,讨论了接收机端硬件延迟所带来的影响,利用上个历元的变形信息,扩展了似单差变形监测模型解算变形量的适用范围。结果表明:在3 km基线情况下,以全球多系统定位实验网（the multi-GNSS experiment,MEGX）CUT2站点为例,其接收机端硬件延迟最大可为SSDM观测模型带来2.3 mm的误差,对于精度要求不高的变形监测,该项误差可以忽略;15min左右的观测数据表明,绝大多数GNSS的SSDM平面变形平均值与平台真值较差在1 cm以内,少部分在1.5 cm以内,高程变形值与平台真值较差在1.5 cm以内,平面可以满足精度要求不高的监测场景,但是高程精度还略显不足;改进的SSDM能够解算较大变形量。4.讨论了 Ratio值与ISB参数之间的关系,分析了 ISB误差对基线带来的影响,利用Ratio值与ISB参数之间的关系实时提取ISB,解决了异频紧组合下,频间单差偏项估计精度不够以及ISB参数需要后处理估计的问题;讨论了单历元紧组合对模糊度固定成功率的影响,评估了单频紧组合变形监测模型精度。结果表明:利用Ratio值与ISB关系提取的ISB参数与后处理估计的ISB参数在数值上具有高度的一致性;紧组合与松组合在定位精度方面一致,但是在较大的高度截止角情况下,相较于松组合GNSS紧组合可以有效地提升模糊度的单历元固定成功率;3 km基线时,20 min的RTK解算平均值下,平面各方向偏差不超过0.45 cm,天顶方向偏差不超过0.60 cm,能够满足一般的变形监测要求。图20表19参81
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