PCV改正对北斗高精度基线解的影响研究

发布时间：2017-07-16 13:30

  本文关键词：PCV改正对北斗高精度基线解的影响研究

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【摘要】：卫星导航系统在民用和军用中均发展迅速,在不同的科学技术领域起到了极其重要的作用,尤其我国北斗导航产业的发展飞速,在性能上逐渐赶超其他三大导航系统,甚至已经超越。高精度基线解算对于地球动力学,海洋大地测量学,资源勘探,航空与卫星遥感精密工程测量,变形监测,城市控制测量等很多领域都有着重要的研究意义。为了得到更高精度的基线解,导航定位系统的误差源分析是必不可少的,其中天线相位中心变化(PCV)作为很重要的一项往往会对基线解造成厘米甚至分米级别的误差。本文根据国家自然科学基金《一机多天线高精度北斗／GPS定位模型和关键技术研究》及上海市科委科技创新行动计划项目《GPS／北斗时钟同步一机多天线接收机的研发与示范应用》的要求,展开了以下的研究工作：首先研究时钟同步一机双天线概念,并依据此理论建立了一种新的北斗单差基线解模型。在解算过程中运用广义约束定理对载波相位的整周模糊度进行固定,运用MHM模型对静态多路径效应进行分析,然后用卡尔曼滤波算法计算基线解的值。提升了基线解收敛速度的同时发现基线解精度仍然有误差,由此引出了PCV对基线解影响的概念。随后研究了PCV的几种测量方法,并根据时钟同步一机双天线的理论建立一种新的野外绝对PCV测量模型。相比于之前的双差和三差测量模型,简化了解算过程,也节省了用机械臂等高价值仪器的成本,但是在精度上任然能够做到高度角和方位角相关情况下毫米级别。最后本文研究了影响PCV测量精度的两个因素,以及PCV改正对于不同北斗卫星星座和不同环境下基线解的影响。均得到基线解误差值降低了10%-15%的结果。证明了PCV测量模型的准确性以及PCV对于高精度基线解的重要影响。
【关键词】：天线相位中心变化 北斗 高精度基线解算 时钟同步一机双天线
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P228.4
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-13
• 1.3 本文研究内容及创新点13-15
• 1.4 本文结构安排15
• 1.5 本章小结15-16
• 第二章 北斗卫星导航系统概述16-26
• 2.1 北斗卫星系统的组成16-20
• 2.1.1 空间星座16-19
• 2.1.2 地面控制系统19-20
• 2.1.3 用户终端20
• 2.2 北斗定位原理简介20-23
• 2.2.1 北斗定位的观测量20-21
• 2.2.2 绝对定位21-22
• 2.2.3 相对定位22-23
• 2.3 北斗系统误差分析23-25
• 2.3.1 卫星相关误差24
• 2.3.2 信号传播误差24-25
• 2.3.3 接收机误差25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 基于一机双天线的北斗基线解模型26-41
• 3.1 模型的建立26-32
• 3.1.1 一机双天线概念介绍26-27
• 3.1.2 基于一机双天线的单差模型27-30
• 3.1.3 基于一机双天线的模糊度固定30-31
• 3.1.4 基于一机双天线的多路径效应模型(MHM模型)31-32
• 3.2 模型的实现32-36
• 3.2.1 实验环境搭建及流程32-34
• 3.2.2 精密星历解算34-36
• 3.3 实验结果及分析36-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第四章 天线相位中心变化测量模型41-51
• 4.1 天线相位中心变化的概念41-42
• 4.2 三种传统的天线PCV测量方法42-46
• 4.2.1 微波暗室测量模型42-43
• 4.2.2 野外相对测量模型43-45
• 4.2.3 野外绝对测量模型45-46
• 4.3 基于一机双天线的PCV测量模型46-50
• 4.3.1 新模型介绍46-49
• 4.3.2 几种模型的比较49-50
• 4.4 本章小结50-51
• 第五章 模型验证与实验分析51-67
• 5.1 PCV测量模型验证51-53
• 5.2 影响PCV测量精度的分析53-56
• 5.2.1 多路径效应54-55
• 5.2.2 轨道文件55-56
• 5.3 PCV对北斗系统不同星座的基线解精度分析56-62
• 5.3.1 倾斜轨道卫星(IGSO)56-59
• 5.3.2 中轨道卫星(MEO)59-62
• 5.4 PCV对不同环境下北斗系统的基线解精度分析62-65
• 5.4.1 长周期观测实验62-63
• 5.4.2 不同基线长度观测实验63-64
• 5.4.3 天线不同角度观测实验64-65
• 5.5 本章小结65-67
• 第六章 总结与展望67-70
• 6.1 论文总结67-69
• 6.2 展望69-70
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文70-71
• 攻读硕士学位期间参与的科研项目71-72
• 参考文献72-75

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本文编号：548930