论文部分内容阅读
GNSS精密单点定位利用单台接收机在全球范围可直接获得分米级至厘米级的实时动态定位结果和毫米级的静态定位结果。随着四大导航卫星系统的建立与发展,基于多导航卫星系统及其组合的精密单点定位成为了研究热点。借鉴已有的GNSS精密单点定位的模型与方法,开展多导航卫星系统及其组合精密单点定位研究,缩短收敛时间,提高实时快速定位精度。系统研究了基于多导航卫星系统的精密单点定位数据处理理论、模型、方法和关键技术。在卫星导航综合处理软件(Position And Navigation Data Analyst, PANDA)的基础上实现了多导航卫星系统的精密单点定位。(1)深入研究了精密单点定位的基础理论,包括GNSS精密单点定位中涉及到的时空框架及其转换、GNSS基本观测值及其组合以及观测方程的线性化。(2)详细分析了GNSS定位中不同类型误差的特性及其改正方法。对单导航卫星系统的精密单点定位模型进行了深入研究,并针对GLONASS系统中与频率有关的硬件延迟的特性,建立了顾及其改正的观测模型。基于单系统定位模型推导了多导航卫星系统组合的精密单点定位模型。(3)系统研究了GNSS精密单点定位数据质量控制方法和参数估计法,主要涉及周跳探测、粗差剔除以及最小二乘法和卡尔曼滤波。(4)利用IGS站的GPS和GLONASS双系统观测数据以及ESA提供的精密星历和钟差,采用GPS、GPS/GLONASS组合和GLONASS三种定位方式分别进行静态、后处理动态和模拟实时动态三种模式的精密单点定位实验。研究结果表明：三种定位方式重复性定位精度,在静态模式下,平面精度达1～2mm,高程精度达2～3mm；在后处理动态模式下,平面精度达1～2cm,高程精度达2～3cm；在模拟实时动态模式下,定位结果收敛后,平面精度达1～3cm,高程精度达3～5cm。其中,GPS/GLONASS组合较单系统显著提高了定位精度,在短时间定位以及动态定位中,提高幅度更大。将IGS周解作为参考值时,GLONASS高程方向存在明显的系统偏差。在实时动态定位收敛时间方面,若要在三个方向上均获得10cm以上的定位精度,单系统的收敛时间为50分钟左右；GPS/GLONASS组合的收敛时间为20分钟左右。因此,GPS/GLONASS组合较单系统显著缩短了收敛时间,提高了实时快速定位精度。(5)基于GFZ提供的北斗精密星历和钟差,利用实测的北斗观测数据,进行了精密单点定位实验。研究结果表明：北斗重复性定位精度,在静态模式下,East、North和Up方向定位精度分别达5.9mm、1.2mm和4.5mm；在后处理动态模式下,平面精度达1-2cm,高程精度达4～5cm；在模拟实时动态模式下,定位结果收敛后,平面精度达1～2cm,高程精度达5～6cm；以定位精度达到10cm为收敛,East和Up方向的收敛时间为100分钟左右,North方向的收敛为50分钟左右。将GPS单天解作为参考值时,北斗高程方向存在明显的系统偏差。