PPP/INS组合关键技术研究
发布时间：2021-02-24 17:17
精密单点定位（英文全称Precise Point Positioning,简称PPP）技术是21世纪全球导航卫星系统（英文全称Global Navigation Satellite System,简称GNSS）领域的一大研究热点。它无需地面基准站,具有更大的作业覆盖范围,是继RTK和网络RTK技术后出现的又一次技术革命。然而,受模糊度收敛时间等因素限制,PPP在动态高精度定位的工业化应用中尚处于研究和发展阶段。借鉴INS短时高精度定位的特点,PPP/INS组合为PPP收敛时间、应用精度、可靠性等问题提供了一种可行方案。本文通过对PPP、INS数据处理方法的研究,深入讨论了PPP/INS组合高精度定位系统与应用,提出了基于INS辅助的PPP周跳探测及模糊度快速恢复方法。论文的主要创新之处在于运用INS辅助PPP周跳探测,固定并消除INS累积误差所带来的影响,实现PPP模糊度快速恢复。论文主要研究内容包括捷联惯性导航INS、精密单点定位PPP、PPP/INS组合导航、INS辅助PPP周跳探测与模糊度快速恢复,以及相应的静态、动态、车载等应用实践,归纳如下:（1）捷联惯性导航INS:对比了捷...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
GPS定位技术的发展Figure1.1GPSPositioningTechnologyDevelopment
大学硕士学位论文 2 捷联惯性导航中，在 e 系中的速度向量表示为ev ，在 b 系中的比力向量表示为bf 表示，在中的重力加速度向量表示为eg ，从 b 系到 e 系的方向余弦矩阵表示为ebC ，对于 e 系的角速度beb 所构成的斜对称阵表示为beb ，即：[ ]b beb eb 。通过陀螺感应，可得角速度 ：=b b b eeb ib e ie C （2在 e 系中，INS 运用陀螺的测量值得到载体姿态矩阵，通过姿态矩阵变换度测量的比力信息转换到 e 系中，并扣除当地重力加速度和哥式加速度，行两次积分，输出载体在 e 系中的位置、速度以及姿态信息。其机械编排图 2.1 所示。
在 PPP 处理中，往往采用卡尔曼滤波进行定位解算。在卡尔曼滤波中，同样选择接收机位置、接收机速度、接收机钟差、对流层延迟和模糊度参数作为状态向量参数；结合单点定位结果和前一历元结果，进行卡尔曼状态更新；结合伪距观测值和载波相位观测值，进行卡尔曼滤波量测更新。3.3 实验分析选择北京房山（BJFS）IGS 测站 2013 年 3 月 2 日观测数据（观测时长 23.5 小时，采样时间：30 秒），进行 PPP 静态和动态处理。在 PPP 处理中，选用 GPS 观测卫星数据，采用 COD 精密钟差与精密星历，结合 DCB 产品修正码时延误差，对对流层延迟引入参数进行估计，对电离层延迟运用 IF 组合消除，并考虑卫星端和接收机端 PCO/PCV、地球潮和海洋潮、以及地球自转参数等，将 IGS 发布的测站坐标数据作为参考值，进行如下实验。3.3.1 静态实验当对北京房山（BJFS）IGS 测站数据进行 PPP 静态计算，且不经过平滑滤波处理，与 IGS 发布的测站坐标数据对比，误差结果如图 3.1 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]INS辅助周跳修复以实现精密单点定位瞬时重新收敛[J]. 刘帅,孙付平,张伦东,李海峰,陈坡. 中国惯性技术学报. 2015(05)
[2]动态PPP定位中周跳自动探测与处理策略[J]. 柴艳菊,阳仁贵,张宝成. 地球物理学报. 2014(05)
[3]增加Doppler观测值实现实时动态PPP快速重新初始化[J]. 丁文武,欧吉坤. 宇航学报. 2013(06)
[4]北斗卫星导航系统的精密定轨与定位研究[J]. 施闯,赵齐乐,李敏,唐卫明,胡志刚,楼益栋,章红平,牛小骥,刘经南. 中国科学:地球科学. 2012(06)
[5]基于GPS双频原始观测值的精密单点定位算法及应用[J]. 张宝成,欧吉坤,袁运斌,钟世明. 测绘学报. 2010(05)
[6]移动测图中DGPS/INS组合定位测姿[J]. 陈允芳,石波,郭海花. 中国惯性技术学报. 2010(03)
[7]GPS/GLONASS组合精密单点定位研究[J]. 张小红,郭斐,李星星,林晓静. 武汉大学学报(信息科学版). 2010(01)
[8]GPS单频精密单点定位软件实现与精度分析[J]. 张小红,李星星,郭斐,张明. 武汉大学学报(信息科学版). 2008(08)
[9]从数字摄影测量工作站（DPW）到数字摄影测量网格（DPGrid）[J]. 张祖勋. 武汉大学学报(信息科学版). 2007(07)
[10]基于精密单点定位技术的航空测量应用实践[J]. 张小红,刘经南,Rene Forsberg. 武汉大学学报(信息科学版). 2006(01)
博士论文
[1]多模GNSS PPP/INS组合系统算法与应用研究[D]. 高周正.武汉大学 2016
[2]GNSS实时精密定位服务系统若干关键技术研究[D]. 戴志强.武汉大学 2016
[3]精密单点定位理论与方法研究[D]. 郑彬.国防科学技术大学 2015
[4]GNSS精密单点定位及非差模糊度快速确定方法研究[D]. 李星星.武汉大学 2013
[5]差分GPS/INS组合定位定姿及其在MMS中的应用[D]. 孙红星.武汉大学 2004
本文编号：3049698
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
GPS定位技术的发展Figure1.1GPSPositioningTechnologyDevelopment
大学硕士学位论文 2 捷联惯性导航中，在 e 系中的速度向量表示为ev ，在 b 系中的比力向量表示为bf 表示，在中的重力加速度向量表示为eg ，从 b 系到 e 系的方向余弦矩阵表示为ebC ，对于 e 系的角速度beb 所构成的斜对称阵表示为beb ，即：[ ]b beb eb 。通过陀螺感应，可得角速度 ：=b b b eeb ib e ie C （2在 e 系中，INS 运用陀螺的测量值得到载体姿态矩阵，通过姿态矩阵变换度测量的比力信息转换到 e 系中，并扣除当地重力加速度和哥式加速度，行两次积分，输出载体在 e 系中的位置、速度以及姿态信息。其机械编排图 2.1 所示。
在 PPP 处理中，往往采用卡尔曼滤波进行定位解算。在卡尔曼滤波中，同样选择接收机位置、接收机速度、接收机钟差、对流层延迟和模糊度参数作为状态向量参数；结合单点定位结果和前一历元结果，进行卡尔曼状态更新；结合伪距观测值和载波相位观测值，进行卡尔曼滤波量测更新。3.3 实验分析选择北京房山（BJFS）IGS 测站 2013 年 3 月 2 日观测数据（观测时长 23.5 小时，采样时间：30 秒），进行 PPP 静态和动态处理。在 PPP 处理中，选用 GPS 观测卫星数据，采用 COD 精密钟差与精密星历，结合 DCB 产品修正码时延误差，对对流层延迟引入参数进行估计，对电离层延迟运用 IF 组合消除，并考虑卫星端和接收机端 PCO/PCV、地球潮和海洋潮、以及地球自转参数等，将 IGS 发布的测站坐标数据作为参考值，进行如下实验。3.3.1 静态实验当对北京房山（BJFS）IGS 测站数据进行 PPP 静态计算，且不经过平滑滤波处理，与 IGS 发布的测站坐标数据对比，误差结果如图 3.1 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]INS辅助周跳修复以实现精密单点定位瞬时重新收敛[J]. 刘帅,孙付平,张伦东,李海峰,陈坡. 中国惯性技术学报. 2015(05)
[2]动态PPP定位中周跳自动探测与处理策略[J]. 柴艳菊,阳仁贵,张宝成. 地球物理学报. 2014(05)
[3]增加Doppler观测值实现实时动态PPP快速重新初始化[J]. 丁文武,欧吉坤. 宇航学报. 2013(06)
[4]北斗卫星导航系统的精密定轨与定位研究[J]. 施闯,赵齐乐,李敏,唐卫明,胡志刚,楼益栋,章红平,牛小骥,刘经南. 中国科学:地球科学. 2012(06)
[5]基于GPS双频原始观测值的精密单点定位算法及应用[J]. 张宝成,欧吉坤,袁运斌,钟世明. 测绘学报. 2010(05)
[6]移动测图中DGPS/INS组合定位测姿[J]. 陈允芳,石波,郭海花. 中国惯性技术学报. 2010(03)
[7]GPS/GLONASS组合精密单点定位研究[J]. 张小红,郭斐,李星星,林晓静. 武汉大学学报(信息科学版). 2010(01)
[8]GPS单频精密单点定位软件实现与精度分析[J]. 张小红,李星星,郭斐,张明. 武汉大学学报(信息科学版). 2008(08)
[9]从数字摄影测量工作站（DPW）到数字摄影测量网格（DPGrid）[J]. 张祖勋. 武汉大学学报(信息科学版). 2007(07)
[10]基于精密单点定位技术的航空测量应用实践[J]. 张小红,刘经南,Rene Forsberg. 武汉大学学报(信息科学版). 2006(01)
博士论文
[1]多模GNSS PPP/INS组合系统算法与应用研究[D]. 高周正.武汉大学 2016
[2]GNSS实时精密定位服务系统若干关键技术研究[D]. 戴志强.武汉大学 2016
[3]精密单点定位理论与方法研究[D]. 郑彬.国防科学技术大学 2015
[4]GNSS精密单点定位及非差模糊度快速确定方法研究[D]. 李星星.武汉大学 2013
[5]差分GPS/INS组合定位定姿及其在MMS中的应用[D]. 孙红星.武汉大学 2004
本文编号：3049698
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