GNSS观测数据预处理及质量评估

发布时间：2017-10-30 20:36

  本文关键词：GNSS观测数据预处理及质量评估

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【摘要】：随着卫星导航系统的发展,在未来十年内,全球将有超过100颗的可视卫星,多模数据的融合,将进一步提高导航、定位的精度。载波相位观测值常用于高精度的数据处理中,而准确的探测和修复周跳是获得高精度定位结果的关键。数据质量在一定程度上反应了接收机的性能,直接关系着数据处理的策略。因此,本文针对北斗周跳探测与修复和多模GNSS观测数据质量评估等问题,以长安大学北斗分析中心为依托,重点对三频周跳探测方法与数据质量评估软件进行了研究。本文的主要研究内容和成果如下:(1)对GNSS观测数据的线性组合进行了深入研究,提出优良的线性组合观测值应具备的条件,在此基础上分析了双频和三频观测数据常用的线性组合观测值。(2)阐述了新一代Rinex格式的不同之处,详细分析了TEQC进行数据质量检查的命令,系统分析了TEQC进行数据质量检查的原理。(3)基于单频、双频和三频的BDS观测数据,采用了不同的周跳探测和修复方法,并详细分析了各方法的适用范围及探测效果。对于单频的BDS数据,采用了高次差法和多普勒观测值法,结果表明二者的周跳探测效果均易受采样率的影响,而GEO卫星的观测值用高次差法进行周跳探测时不易受采样率的影响;双频观测数据采用了M-W组合法和STPIR法,结果表明将二者组合探测和修复周跳时可以大大提高了周跳探测和修复的正确性;三频观测数据采用了三频相位伪距组合和三频无几何相位法,最后提出了三频相位无电离层无几何法探测周跳,结果表明该方法能敏感的探测出各类小周跳,且仅存在一种不敏感周跳。(4)基于TEQC软件进行数据质量分析的原理,研发了多模GNSS数据质量分析软件QC,并对软件的正确性进行了验证,基于此重点分析了BDS观测数据的质量。结果表明目前的多模GNSS接收机内部的石英钟不太稳定,易发生钟跳;在多路径效应方面,BDS的GEO卫星多路径效应的周期性较弱,信噪比也呈现出与GPS和GLONASS不同的特征。
【关键词】：GNSS观测数据 BDS 周跳探测与修复 三频 质量检查
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P228.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 全球卫星导航系统发展简介9-11
• 1.2 国内外研究背景及现状11-14
• 1.2.1 周跳与钟跳探测研究现状12-13
• 1.2.2 GNSS数据质量检查研究现状13-14
• 1.3 研究的目的与意义14-15
• 1.4 研究内容及论文组织15-17
• 第二章 GNSS观测数据预处理17-27
• 2.1 GNSS基本观测量17-18
• 2.1.1 伪距观测值17
• 2.1.2 载波相位观测值17-18
• 2.1.3 多普勒观测值18
• 2.2 观测值的误差源18-21
• 2.2.1 与卫星有关的误差19
• 2.2.2 与传播路径有关的误差19-21
• 2.2.3 与接收机有关的误差21
• 2.3 常用的双频观测值线性组合21-24
• 2.3.1 伪距观测值间的线性组合22
• 2.3.2 载波相位观测值间的线性组合22-23
• 2.3.3 不同类型观测值间的线性组合23-24
• 2.4 常用的三频相位观测值的线性组合24-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 GNSS观测数据质量评估27-35
• 3.1 RINEX 3.02使用说明27-29
• 3.2 TEQC简介29-32
• 3.2.1 TEQC使用指南29-31
• 3.2.2 QCVIEW可视化分析31-32
• 3.3 数据质量检查原理32-34
• 3.3.1 数据利用率与信噪比32-33
• 3.3.2 电离层延迟变化率33
• 3.3.3 多路径效应33-34
• 3.3.4 周跳比与钟跳34
• 3.4 本章小结34-35
• 第四章 BDS观测数据的周跳探测与修复35-61
• 4.1 周跳探测与修复理论基础35-37
• 4.1.1 周跳的定义35-36
• 4.1.2 周跳产生的原因及影响36
• 4.1.3 周跳探测与修复的思路与方法36-37
• 4.2 单频观测值周跳探测与修复37-43
• 4.2.1 高次差法37-41
• 4.2.2 多普勒观测值法41-43
• 4.3 双频周跳探测与修复43-50
• 4.3.1 M-W组合法43-46
• 4.3.2 一次电离层残差法（PIR）与二次电离层残差法（STPIR）46-49
• 4.3.3 联合M-W组合与STPIR组合探测与修复周跳49-50
• 4.4 三频观测值周跳探测与修复50-60
• 4.4.1 三频伪距相位组合50-55
• 4.4.2 三频无几何相位组合55-57
• 4.4.3 三频相位无电离层无几何组合57-60
• 4.5 本章小节60-61
• 第五章 GNSS观测数据质量评估软件实现及分析61-72
• 5.1 GNSS数据质量评估软件实现61-64
• 5.2 QC软件的有效性验证64-66
• 5.3 BDS数据质量分析66-69
• 5.3.1 钟跳66
• 5.3.2 多路径效应分析66-69
• 5.3.3 信噪比分析69
• 5.4 GNSS数据质量分析69-71
• 5.5 本章小结71-72
• 结论与展望72-74
• 结论72-73
• 下一步工作73-74
• 参考文献74-78
• 攻读学位期间取得的研究成果78-79
• 致谢79-80

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 于合理;郝金明;刘伟平;田英国;段自立;;接收机钟跳对周跳探测的影响及探测方法[A];第四届中国卫星导航学术年会论文集-S3精密定轨与精密定位[C];2013年

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本文编号：1119204