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以网络RTK技术为代表的网络差分定位技术的兴起,使得建立CORS(Continuous OperationalReference Stations,连续运行参考站系统)成为当前GPS技术发展的热点;同时,CORS系统的完备性由于涉及用户使用的安全性,也正越来越受到重视。本文以国家自然科学基金“CORS系统完备性监测理论与方法研究(No:41074021)”为依托,对网络RTK关键技术与CORS系统完备性监测理论与方法进行研究,论文完成的主要工作如下:
观测数据预处理(周跳的探测与修复)是网络RTK数据处理的前提,本文提出利用多普勒观测量实时对网络RTK载波相位观测数据进行周跳的探测与修复。
中长基线整周模糊度固定是网络RTK数据处理的关键,本文采取常用的“三步法”,即先求解宽巷模糊度,然后通过估计对流层延迟干湿分量,利用电离层无关组合分离出L1模糊度并通过序贯最小二乘方法进行参数估计,最后利用LAMBDA方法固定。在宽巷模糊度解算中,提出了利用改进的相位平滑伪距公式求解网络RTK宽巷模糊度方法。在L1、L2载波模糊度解算中,当卫星高度角≤40度时,采用绝对天项对流层延迟模式;当卫星高度角>40度时,采用相对天顶对流层延迟模式,最后利用卡尔曼滤波器估计出对流层延迟和模糊度的浮点解。在模糊度浮点解固定方面,提出了“基于Ratio因子与概率统计的模糊度浮点解固定方法”,保证模糊度固定解的准确性。
CORS系统完备性由于涉及用户使用的安全性,也正越来越受到重视,本文在CORS系统完备性监测指标体系的基础上,从卫星子系统、参考站子系统、用户子系统三个方面出发,完成了COPS系统卫星子系统、参考站子系统和用户子系统的完备性监测方法研究。
在卫星子系统完备性监测方法中,提出了基于IGU预报星历的利用精确站星距监测伪距测量值变化率来监测卫星可用性的方法、基于IGU预报星历的CORS系统卫星星历完备性监测方法;在参考站子系统完备性监测方法中,利用MP1、MP2线性组合均方根的变化量实时监测参考站多路径效应,利用IOD指标实时监测电离层变化率;在用户子系统完备性监测方法中,利用用户上传的GPGGA语句中的相应字段监测用户子系统的完备性,并给定了各个指标相应的阈值。
最后,从卫星子系统、参考站子系统、数据通讯子系统、控制中心子系统以及用户子系统等五个方面设计了CORS系统完备性监测模块结构;并在东南大学开发的GNSS网络系统EarthNet2.0的基础上,基于上述模块结构,开发了COPS系统完备性监测模块,并集成于EarthNet2.0中。