卫星精密钟差实时估计方法研究

发布时间：2017-04-11 02:11

  本文关键词：卫星精密钟差实时估计方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着大地测量及其相关的各个学科的发展,PPP已经广泛的应用于当前GPS定位研究领域,而精密卫星钟差和轨道产品是否能够实时的获取成为了制约实时PPP定位技术实现的主要因素。精密单点定位可以通过IGS提供的事后高精度的精密产品达到cm级的静态精度,而通过IGU可以得到实时的轨道数据。但是,由于GPS卫星钟很容易受到钟的噪声和频移所带来的影响,而且它们的变化非常复杂,不易通过模型化来作出准确的预报,最终导致了IGU钟差的精度太低而不能应用到一些较高精度的实时单点定位中。因此,PPP定位研究中最为关键问题就是精密卫星钟差的实时获取。本文对精密卫星钟差解算的基本理论和方法进行了系统的研究,并详细的研究了钟差解算过程中各项误差改正项及其相应的改正模型；采用非差消电离层组合观测方程,并利用平方根卡尔曼滤波方法估计卫星钟差,最后利用C#进行编程。利用程序对香港部分CORS站的数据进行钟差解算,并与IGS事后发布的精密钟差数据进行比较,差值都小于1ns,并且大部分介于-0.5ns-0.5ns之间,并且对连续三天不同卫星的解算结果精度进行分析,大部分都小于0.5ns,能够满足实时精密单点定位对亚纳秒级钟差的要求。本文还利用美国IGS测站数据分析了不同的测站数和不同测站分布对钟差解算结果的影响；得出当测站数为28个以上解算结果已经基本稳定,大部分都小于0.4ns；另外得出在测站间距离达到500km以后,可以显著的降低卫星钟差与对流层参数的相关性,使得解算精度大部分小于0.4ns。
【关键词】：精密卫星钟差解算 精密单点定位 卡尔曼滤波
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P228.4
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 引言10-11
• 1.1.1 全球定位导航系统概述10-11
• 1.1.2 精密卫星钟差估计研究的意义11
• 1.2 卫星钟差实时估计的研究现状11-13
• 1.2.1 国际研究现状11-12
• 1.2.2 国内研究现状12-13
• 1.3 本文研究的目的和内容13
• 1.3.1 研究的目的13
• 1.3.2 研究的内容13
• 1.4 本文的组织结构13-14
• 1.5 本章小结14-15
• 第2章 GPS精密卫星钟差解算的基本理论15-30
• 2.1 时间系统15
• 2.2 坐标系统15-16
• 2.3 GPS观测量16-19
• 2.3.1 伪距观测量16-17
• 2.3.2 载波相位观测量17-19
• 2.3.3 多普勒观测量19
• 2.4 观测值线性组合19-22
• 2.5 精密卫星钟差解算的观测方程22-23
• 2.5.1 非差组合卫星钟差解算方程22
• 2.5.2 单历元星间差分组合卫星钟差解算方程22-23
• 2.5.3 历元间差分组合卫星钟差解算方程23
• 2.6 参数估计方法23-29
• 2.6.1 最小二乘平差24-25
• 2.6.2 经典卡尔曼滤波25-26
• 2.6.3 平方根卡尔曼滤波26-29
• 2.7 本章小结29-30
• 第3章 精密卫星钟差解算的误差改正与轨道内插理论30-40
• 3.1 与卫星有关的误差30-31
• 3.2 传播过程中的误差31-33
• 3.3 接收过程中的误差33
• 3.4 其他相关误差33-35
• 3.5 内插与拟合算法计算卫星坐标35-37
• 3.6 卫星信号发射时刻计算37-38
• 3.7 小结38-40
• 第4章 精密卫星钟差实时估计解算方法及其实现40-47
• 4.1 时间转换40-41
• 4.2 坐标转换41-42
• 4.3 卫星钟差解算的过程分析42-46
• 4.3.1 精密卫星钟差解算算法设计42
• 4.3.2 卫星精密钟差解算流程图设计42-43
• 4.3.3 周跳与粗差探测43-44
• 4.3.4 精密卫星轨道加密44-45
• 4.3.5 钟跳探测与钟差外推45-46
• 4.4 小结46-47
• 第5章 数据处理及结果分析47-68
• 5.1 数据处理方案47-50
• 5.1.1 精密卫星钟差解算方案47-49
• 5.1.2 精度评定方法49-50
• 5.2 钟差解算结果精度与分析50-62
• 5.2.1 原始结果序列分析50-55
• 5.2.2 与IGS钟差比对分析55-59
• 5.2.3 钟差解算总体结果精度59-61
• 5.2.4 解算结果与IGU预报钟差比较精度61-62
• 5.3 测站的选择对结果的影响62-66
• 5.3.1 测站数量对解算结果的影响62-64
• 5.3.2 测站的分布对解算结果的影响64-66
• 5.4 小结66-68
• 结论与展望68-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-75
• 攻读硕士期间发表的论文及科研成果75

【共引文献】

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本文编号：298069