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为了提高GNSS用户在没有差分信息支持条件下的实时定位精度,本文聚焦于基于历元间差分相位的实时定位和低轨卫星定轨算法研究。文中详细推导了历元间差分相位解算位置差的具体公式,并结合GRAPHIC组合和卡尔曼滤波提出了一种单频高精度实时定位方法——历元间差分相位辅助GRAPHIC组合的定位算法(EDP＿GRAPHIC),并基于RTKLIB软件实现该算法。该方法仅需要单站单频接收机数据,不需要外部星历、钟差、电离层改正等信息,仅采用广播星历就能实现实时导航定位和低轨卫星定轨。主要工作及成果如下:1.周跳的准确探测是确保EDP＿GRAPHIC算法精度和稳定性的关键。针对已有周跳探测方法的不足,提出了一种基于历元间差分相位验后残差分析的周跳探测方法。该方法可以对小至一周的小周跳进行准确探测。在此基础上,形成两种周跳探测方案:一是对于单频数据,先采用伪距相位组合法探测大周跳,再通过对验后残差进行χ~2假设检验和绝对中位差法探测小周跳;二是对于双频数据,先采用电离层残差法探测周跳,再通过对验后残差进行χ~2假设检验和绝对中位差法探测小周跳。2.采用IGS站1s采样率的GPS观测数据进行实验验证,结果表明:EDP＿GRAPHIC算法在E、N和U方向的定位精度分别达到0.54m、0.35m、0.71m,与标准单点定位相比在E、N和U方向的定位精度分别提升了6.14%,56.43%,73.3%。如果采用精密星历,相比于广播星历的结果又分别提升了66.67%、51.43%、42.25%。实验还发现,随着采样间隔的增大,基于历元间差分相位的位置差精度逐渐降低,从而引起定位精度的降低,因此EDP＿GRAPHIC算法尤其适用于高采样率数据的实时定位。3.构建了BDS和GPS组合的EDP＿GRAPHIC定位算法,利用香港CORS站数据分别进行BDS单系统、GPS单系统和BDS/GPS组合的定位实验。结果表明:BDS/GPS组合EDP＿GRAPHIC算法在E、N、U方向定位精度分别达到0.36m、0.34m、0.71m,相对于BDS单系统的结果分别提升了11.14%、13.54%、16.79%,相对于GPS系统分别提升了26.82%、18.35%、2.46%。组合定位的收敛时间相对于GPS单系统、BDS单系统提升幅度分别超过29%和59%。4.采用天绘一号低轨卫星星载GPS数据验证了EDP＿GRAPHIC算法进行低轨卫星定轨的可行性。结果表明:采用EDP＿GRAPHIC算法收敛后定轨精度在R、T、N和3D方向分别达到0.99m、0.65m、1.07m和1.59m,收敛时间平均约为25min;相对于单频SPP法的定轨结果分别提升了74.80%、17.79%、4.30%、61.57%。在此基础上,构造了历元间差分和非差双频消电离层组合相位联合的双频定轨模型,实验表明:基于该模型的定轨精度在R、T、N和3D方向分别达到0.84m、0.53m、0.89 m和1.33m,收敛时间平均约为10分钟,相对于双频伪距单点定位法定轨精度分别提升了83.83%、70.40%、73.28%和79.24%。与单频EDP＿GRAPHIC模型相比,双频精密定轨模型各坐标分量的收敛时间都缩短了50%以上。