北斗卫星导航系统性能分析及应用研究

发布时间：2020-05-30 21:24

【摘要】：本文以北斗卫星导航系统性能分析及应用研究为主体,重点研究了北斗卫星伪距多路径效应误差改正、GNSS数据质量分析及软件开发、北斗空间信号精度评估、北斗卫星星载原子钟性能评估分析、BDS/GPS组合双系统相对定位性能分析及其应用。论文主要进行了以下的工作和研究:1.本文首先总结概括了研究背景以及GNSS数据质量评估分析技术、北斗监测评估分析和BDS/GPS组合双系统组合相对定位技术的研究现状,然后简要阐述了本文的研究目的和主要内容。2.本文针对全球卫星导航系统的观测信息,详细介绍了GNSS数据质量分析的基本原理,主要内容包括卫星导航定位系统的一些基本观测量、常见组合观测量、主要误差源和一些常见的数据质量分析参数等。3.本文针对多路径效应对GNSS导航定位的影响,开展了对北斗卫星伪距多路径误差的研究,分析了北斗卫星伪距多路径误差与高度角和信噪比的关系,并对北斗卫星伪距多路径误差与高度角进行了相关性强度分析,采用了二次多项式拟合法和小波变换法对北斗卫星伪距多路径进行了修正。4.本文针对目前流行的GNSS数据质量分析软件的局限性,编制了能有效处理GNSS数据的质量分析软件GDQA,软性操作方便,功能完善,实现了对GNSS观测文件的编辑、观测数据质量检核和结果可视化等功能,并开展了对我国北斗三号卫星观测数据质量的分析。5.本文针对我国北斗空间信号精度的研究现状,详细介绍了BDS广播轨道精度评估、广播钟差精度评估和用户测距误差URE精度评估的定义和计算流程,并开展了以精密星历为参考,对北斗卫星导航系统进行了广播轨道精度评估、广播钟差精度评估和用户测距误差URE的精度评估。6.本文针对目前BDS在轨卫星原子钟运行状况,研究了星载原子钟性能评估的相应指标、算法和模型,对我国北斗在轨卫星星载原子钟进行了频率准确度、频率漂移率、频率稳定度、钟差模型残差序列评估分析和钟差噪声识别性能分析等。7.本文通过工程实测数据对BDS/GPS组合相对定位的定位性能进行了较为全面的实验分析,验证了BDS/GPS组合双系统定位的可行性,基于工程实测数据进行了变形监测的应用分析。
【图文】：

多路径误差,高度角,卫星

长安大学硕士学位论文3.1.2 多径误差与高度角的关系为了对北斗卫星多路径误差进一步的分析，利用上述 JFNG 测站数据进行了北星多路径误差与高度角的关系分析。由图 3.2 可以看出，MEO 卫星和 IGSO 卫星伪路径误差与高度角呈现一定的相关特性：北斗 MEO 卫星和 IGSO 卫星随着高度角加，伪距多路径误差变化幅度和离散程度均明显降低，伪距多路径误差与卫星高度现出一定的线性相关的特性，其中北斗 MEO 卫星的这种随高度角线性变化的趋势明显，IGSO 卫星次之，并且在低高度角时，MEO 卫星和 IGSO 卫星伪距多路径误动较大。而 GEO 卫星位于静止轨道，高度角只发生缓慢的变化[44]，从图中可以看GEO 卫星伪距多路径误差随着高度角的变化，呈现一定的周期性变化。

多路径误差,高度角,相关性

图 3.2 多路径误差与高度角的关系.3 多径误差与高度角相关性分析考虑到北斗 MEO 卫星和 IGSO 卫星伪距多路径误差和高度角的关系，逊相关系数算法，对其相关性进行统计分析。为了数据分析结果的有效性T0、FTNA、JFNG 四个测站 2016 年 169 天到 186 天的数据进行相关性采样间隔为 30s，对于同一颗卫星取其均值，，绘制图 3.3。其中 C13 号卫月停止信号传送。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P228.4

【参考文献】