GNSS精密单点定位及其质量控制的理论和方法
发布时间：2023-02-20 22:10
随着GPS和GLONASS的现代化,BDS和Galileo的快速全球部署,全球卫星导航系统(GNSS)的快速发展,多系统组合精密定位迫切需要多模多频GNSS高精度的数据处理理论和方法。本文对精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)及其质量控制的理论和方法展开研究,主要包括多模GNSS组合精密单点定位的统一模型表达和定位性能分析,多模精密单点定位模糊度固定及其检验方法,基于精密单点定位的电离层延迟估计及建模,精密单点定位的质量控制以及定位结果的质量分析与检核的理论和方法。主要创新点和工作如下:(1)结合IGS分析中心的数据处理策略,系统梳理并推导了GNSS精密单点定位模型中的各类偏差,从理论上给出了其定义和处理方法。探讨了PPP的滤波模型和参数估计方法。(2)针对多系统组合PPP模型的表示形式不一,以及不同方法间的定位性能缺乏系统全面的分析等问题,从理论上对多系统组合PPP模型进行了统一表示。同时对比分析了消电离层组合PPP模型和非组合PPP模型的定位性能。实验结果表明,多系统组合PPP能够加快PPP的收敛速度和短时间的定位精度,同时采用不同的PPP模型...
【文章页数】：167 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 精密单点定位的数学模型
1.2.2 多模多频组合精密单点定位
1.2.3 精密单点定位模糊度解算
1.2.4 区域增强精密单点定位
1.2.5 精密单点定位的质量控制
1.3 论文的研究内容和章节安排
1.3.1 当前研究中存在的问题
1.3.2 本文的创新点
1.3.3 研究内容和章节安排
第二章 精密单点定位的数学模型与偏差处理
2.1 精密单点定位的观测方程
2.1.1 消电离层组合观测方程
2.1.2 非差非组合观测方程
2.1.3 常用的观测量组合
2.2 GNSS观测量的随机模型
2.3 各类偏差的定义及改正方法
2.3.1 与卫星有关的误差及处理方法
2.3.2 与空间传播有关的误差及处理方法
2.3.3 与观测站和接收机有关的误差及处理方法
2.4 参数估计方法及滤波表示形式
2.4.1 Kalman滤波
2.4.2 PPP滤波模型及参数处理方式
2.5 本章小结
第三章 GNSS组合精密单点定位模型统一与改进
3.1 多系统组合PPP模型
3.1.1 消电离层组合PPP模型
3.1.2 非组合PPP模型
3.1.3 观测量随机模型
3.1.4 参数处理策略
3.2 多系统组合PPP对比分析
3.2.1 静态定位精度和收敛速度分析
3.2.2 仿动态定位精度和收敛速度分析
3.3 顾及伪距频间偏差影响的GLONASS PPP方法
3.3.1 引言
3.3.2 顾及伪距IFB的PPP模型
3.3.3 实验分析
3.4 一种简化的多系统组合PPP方法
3.4.1 引言
3.4.2 简化的多系统合PPP模型
3.4.3 静态及仿动态定位精度对比分析
3.4.4 收敛速度对比分析
3.4.5 ISB特性分析
3.5 本章小结
第四章 GNSS精密单点定位模糊度固定方法
4.1 PPP模糊度固定基本问题
4.1.1 PPP模糊度的非整数特性分析
4.1.2 参考站网FCB估计方法
4.1.3 用户端模糊度固定方法
4.2 PPP模糊度的验证和质量控制方法
4.2.1 常用的PPP模糊度验证方法
4.2.2 基于贝叶斯后验概率的模糊度检验方法
4.2.3 PPP模糊度固定的质量控制方法
4.3 GPS PPP模糊度解算方法
4.3.1 GPS PPP模糊度固定策略
4.3.2 参考站网FCB解算及特性分析
4.3.3 GPS模糊度固定效果分析
4.3.4 PPP模糊度固定质量控制效果分析
4.3.5 PPP模糊度检验方法的对比分析
4.4 BDS PPP模糊度解算方法
4.4.1 伪距偏差对MW组合观测量的影响分析
4.4.2 BDS FCB解算及特性分析
4.4.3 BDS模糊度固定效果分析
4.5 GLONASS PPP模糊度解算方法
4.5.1 GLONASS PPP模糊度固定策略
4.5.2 FCB解算精度分析
4.5.3 GLONASS模糊度固定效果分析
4.6 本章小结
第五章 基于精密单点定位的电离层建模方法及应用
5.1 电离层对GNSS信号的影响
5.2 PPP估计电离层延迟方法
5.2.1 无先验信息的电离层延迟估计方法
5.2.2 附有先验信息约束的电离层延迟估计方法
5.3 电离层的建模方法
5.3.1 电离层建模的基本假设
5.3.2 电离层建模的数学模型
5.3.3 斜向电离层延迟建模方法
5.3.4 电离层建模数据处理流程
5.4 电离层模型的精度分析
5.4.1 DCB估值精度分析
5.4.2 全球电离层模型精度分析
5.4.3 区域电离层模型精度分析
5.4.4 斜向电离层延迟的直接插值精度分析
5.5 电离层模型精度对非组合PPP的影响分析
5.5.1 电离层模型精度对PPP收敛速度的影响分析
5.5.2 电离层模型精度对PPP短时间定位精度的影响分析
5.6 本章小结
第六章 GNSS精密单点定位质量控制与检核
6.1 数据预处理阶段的质量控制
6.1.1 卫星的可见性和DOP值分析
6.1.2 多路径和噪声分析
6.1.3 粗差和周跳探测方法
6.2 参数估计过程中的质量控制
6.2.1 经验阈值法
6.2.2 假设检验和数据探测法
6.2.3 抗差估计方法
6.3 定位结果的质量分析和检核方法
6.3.1 位置参数的内符合指标
6.3.2 PPP完好性监测方法
6.3.3 改进的PPP完好性监测方法
6.3.4 多系统组合与交叉验证法
6.3.5 贝叶斯后验概率检验法
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 主要工作和结论
7.2 不足与展望
致谢
参考文献
作者简历
本文编号：3747407
【文章页数】：167 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 精密单点定位的数学模型
1.2.2 多模多频组合精密单点定位
1.2.3 精密单点定位模糊度解算
1.2.4 区域增强精密单点定位
1.2.5 精密单点定位的质量控制
1.3 论文的研究内容和章节安排
1.3.1 当前研究中存在的问题
1.3.2 本文的创新点
1.3.3 研究内容和章节安排
第二章 精密单点定位的数学模型与偏差处理
2.1 精密单点定位的观测方程
2.1.1 消电离层组合观测方程
2.1.2 非差非组合观测方程
2.1.3 常用的观测量组合
2.2 GNSS观测量的随机模型
2.3 各类偏差的定义及改正方法
2.3.1 与卫星有关的误差及处理方法
2.3.2 与空间传播有关的误差及处理方法
2.3.3 与观测站和接收机有关的误差及处理方法
2.4 参数估计方法及滤波表示形式
2.4.1 Kalman滤波
2.4.2 PPP滤波模型及参数处理方式
2.5 本章小结
第三章 GNSS组合精密单点定位模型统一与改进
3.1 多系统组合PPP模型
3.1.1 消电离层组合PPP模型
3.1.2 非组合PPP模型
3.1.3 观测量随机模型
3.1.4 参数处理策略
3.2 多系统组合PPP对比分析
3.2.1 静态定位精度和收敛速度分析
3.2.2 仿动态定位精度和收敛速度分析
3.3 顾及伪距频间偏差影响的GLONASS PPP方法
3.3.1 引言
3.3.2 顾及伪距IFB的PPP模型
3.3.3 实验分析
3.4 一种简化的多系统组合PPP方法
3.4.1 引言
3.4.2 简化的多系统合PPP模型
3.4.3 静态及仿动态定位精度对比分析
3.4.4 收敛速度对比分析
3.4.5 ISB特性分析
3.5 本章小结
第四章 GNSS精密单点定位模糊度固定方法
4.1 PPP模糊度固定基本问题
4.1.1 PPP模糊度的非整数特性分析
4.1.2 参考站网FCB估计方法
4.1.3 用户端模糊度固定方法
4.2 PPP模糊度的验证和质量控制方法
4.2.1 常用的PPP模糊度验证方法
4.2.2 基于贝叶斯后验概率的模糊度检验方法
4.2.3 PPP模糊度固定的质量控制方法
4.3 GPS PPP模糊度解算方法
4.3.1 GPS PPP模糊度固定策略
4.3.2 参考站网FCB解算及特性分析
4.3.3 GPS模糊度固定效果分析
4.3.4 PPP模糊度固定质量控制效果分析
4.3.5 PPP模糊度检验方法的对比分析
4.4 BDS PPP模糊度解算方法
4.4.1 伪距偏差对MW组合观测量的影响分析
4.4.2 BDS FCB解算及特性分析
4.4.3 BDS模糊度固定效果分析
4.5 GLONASS PPP模糊度解算方法
4.5.1 GLONASS PPP模糊度固定策略
4.5.2 FCB解算精度分析
4.5.3 GLONASS模糊度固定效果分析
4.6 本章小结
第五章 基于精密单点定位的电离层建模方法及应用
5.1 电离层对GNSS信号的影响
5.2 PPP估计电离层延迟方法
5.2.1 无先验信息的电离层延迟估计方法
5.2.2 附有先验信息约束的电离层延迟估计方法
5.3 电离层的建模方法
5.3.1 电离层建模的基本假设
5.3.2 电离层建模的数学模型
5.3.3 斜向电离层延迟建模方法
5.3.4 电离层建模数据处理流程
5.4 电离层模型的精度分析
5.4.1 DCB估值精度分析
5.4.2 全球电离层模型精度分析
5.4.3 区域电离层模型精度分析
5.4.4 斜向电离层延迟的直接插值精度分析
5.5 电离层模型精度对非组合PPP的影响分析
5.5.1 电离层模型精度对PPP收敛速度的影响分析
5.5.2 电离层模型精度对PPP短时间定位精度的影响分析
5.6 本章小结
第六章 GNSS精密单点定位质量控制与检核
6.1 数据预处理阶段的质量控制
6.1.1 卫星的可见性和DOP值分析
6.1.2 多路径和噪声分析
6.1.3 粗差和周跳探测方法
6.2 参数估计过程中的质量控制
6.2.1 经验阈值法
6.2.2 假设检验和数据探测法
6.2.3 抗差估计方法
6.3 定位结果的质量分析和检核方法
6.3.1 位置参数的内符合指标
6.3.2 PPP完好性监测方法
6.3.3 改进的PPP完好性监测方法
6.3.4 多系统组合与交叉验证法
6.3.5 贝叶斯后验概率检验法
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 主要工作和结论
7.2 不足与展望
致谢
参考文献
作者简历
本文编号：3747407
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