基于GPS轨迹数据定位异常的双频定位方法优化研究

发布时间：2020-03-29 14:55

【摘要】：应时代的发展以及科技的进步,“北斗二代”卫星导航系统,早已进入了人们关注的视野内,并从2015年3月起,“北斗三代”也逐渐展露新角。每个国家的国防想要更坚固,科技的先进化必不可少。对于北斗系统的建设,能够为国家的国防安全做出很大的贡献。而GPS卫星导航系统一直是国际各大卫星导航系统发展的重要比较对象,正因为如此,本文针对GPS中出现的轨迹数据定位异常情况进行分析研究,并基于北斗卫星系统,对其双频的定位方法理论部分进行研究和仿真结果的分析。本文首先对北斗卫星导航系统的组成、功能以及特点进行了较为细致的阐述,对于出现GPS轨迹数据定位异常的情况,列举出电离层模型改正法、电离层延时改正法、差分定位法以及以及非差定位法,这些方法可以减少电离层等因素对定位求解造成的影响,提高定位的精度,解决部分数据异常问题,此外还介绍了克里金插值法,在文中将利用其插值格点化出较平滑的某时刻华南地区区域VTEC分布图。双频的位置解算,可以分为三种模型进行处理,其中包括模型处理与非差模型处理以及无模糊处理,各自具备优劣。通过分析它们的优势和劣势,最终确定使用哪种模型作为本文最终要研究的模型。通过对方程进行不同的线性组合之间的比较,能够获得干净的观测值,当然,这其中还需要利用混合搭配线性组合的方法,为了掌握单纯的观测值,首先要对组合展开解算;其次再对模糊度进行解算;以及对修复周跳进行解算;最后再对探测周跳进行解算。之后,我们发现定位的时候会存在偏差的现象,对于实际操作中的偏差,我们要及时找到产生原因,并且分析、给出解决的方案。想要确认双频高精度定位算法的参数和计算过程,需要对几个关键要素进行计算和推定,比如静态的最小二乘估计,要对它的权重矩阵进行讨论,依据卫星信噪比等信息对其进行相应的假设;而对于接收机位置的动态变化,其需要考虑每时刻状态的转移,宜采用卡尔曼滤波的方法。通过分析以上算法产生的结果和实用性,确定本文最终要使用估计法。最后,介绍双频定位流程,然后分析比对华南地区电离层业务系统的多站点GPS_TEC与IGS_TEC的偏差,决定参与计算的站点数量,同时通过对比大寒节气前后的华南区域VTEC差异选择研究环境背景,利用测站的北斗双频接收机,接收源自北斗卫星的双频信号,进行实时解算,绘制定位结果偏差图并得出精度相关结论。
【图文】：

第 1 章 绪论背景及意义来北斗卫星导航系统[1]不断的更新与改进，其主要由三部分组成：北斗一以及北斗三号。目前，全球拥有GPS、Galileo 、GLONASS和中国的北的卫星导航[3]系统。随着互联网不断发展，加上GPS使用范围不断扩增，重要部门对GPS依赖程度也在不断增高，这导致危险系数也就在逐渐增加更重视GPS的研究。目前，我国已经意识到了这点，要想国家能够在经济略安全层面有所提升，就要拥有独立的卫星导航系统。太的部分地区，北斗卫星导航系统已经进行了信号覆盖并且服务于覆盖地国还会升级卫星导航，实现全球覆盖，逐渐淘汰依赖GPS信号的各种设备了防止GPS信号对北斗信号的干扰。

图 2.1 北斗一号工作原理客户通过中心站在经过两个空中段的两颗卫星后得到信息的，当客户的设星信号时会有所显示，两颗卫星同时将信息准确的发送到中心站，通过这三种环传递，就能够较准确地锁定客户所处的地理位置，并由中心站经过卫星的再能肯定目标的所在。根据地球上面的定位可知，许多卫星的信号都与地球位置信号相对应，这轻而易举的知道我们离卫星到底有多远啦，，这样的过程至少需要三颗卫星，形标方程，由X 、Y、Z分别表示三颗卫星对客户定位的具体位置所在，因为在此受到时间所带来的影响，所以需要求出以下四个未知数，如（1-1）：
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P228.4

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本文编号：2606126