论文部分内容阅读
随着四大全球卫星导航系统的建设和完善,利用多系统组合进行RTK精密定位,可见卫星颗数倍增,卫星-测站的空间几何结构更优,从而可以提高模糊度的解算性能,改善定位精度,弥补单系统RTK定位的局限。本文主要围绕多系统组合RTK定位的相关理论与算法及定位性能展开研究,主要工作概括如下:(1)多系统组合RTK数学模型的研究。分析了多系统组合RTK定位的时空基准统一方案,推导了多系统组合RTK定位的站间单差和双差转换模型,从而统一了不同系统之间的解算方程形式,以便于数据解算和编程实现。根据不同基线长度对电离层和对流层等误差的削弱程度,分别提出了短基线和中长基线情形下的数据处理策略和定位解算模型。(2)模糊度解算方法的研究和改进。针对RTK中模糊度解算的几何模型和无几何模型分别存在的搜索效率低和固定成功率低等问题,提出了一种综合二者优点的改进型三频模糊度解算方法MTCAR,通过实测数据解算分析,与LAMBDA和TCAR相比,MTCAR方法的模糊度固定成功率与其它两种方法相比具有明显的优势,在算法解算速度方面,MTCAR方法虽略低于TCAR方法,但是比可靠性高应用最广泛的LAMBDA方法提高了 60%左右。(3)改进了部分模糊度解算方法。将部分模糊度解算思想应用于多系统组合双频RTK,在进行部分模糊度解算时,该方法通过综合考虑卫星高度角、浮点解方差因子、模糊度固定成功率和Ratio值进行模糊度子集的选取。实验结果表明多系统组合双频RTK情形下,部分模糊度解算可以有效提高模糊度固定率,改善定位精度。(4)多系统组合RTK定位性能评估。本文主要从模糊度解算性能和定位精度等方面对七种模式在静态和动态基线的单频、双频RTK性能进行了评估,实验结果表明:对于单频RTK,单系统模糊度固定率很低,难以实际运用,双系统和三系统组合可以显著提高模糊度固定率和成功率,使组合单频RTK与单系统双频RTK定位性能相当,这将有利于降低RTK设备成本,具有很大的应用前景。对于双频RTK,单系统在高截止角下模糊度固定率较低,难以适应城市高楼、山地峡谷等高截止角环境,双系统和三系统组合可以保证高截止角条件下所需要的卫星颗数,快速可靠完成模糊度固定和定位解算,有利于拓展RTK技术的应用领域。在GPS、GLONASS、BDS三个系统条件下,双系统组合以GPS+BDS为最优,三系统组合比双系统组合的定位效果进一步得到改善,具有最优的RTK性能。