GNSS周跳探测与修复融合算法研究

发布时间：2017-08-14 19:14

  本文关键词：GNSS周跳探测与修复融合算法研究

  更多相关文章： GNSS 周跳 阈值 探测与修复 多项式拟合 质量检查

【摘要】：随着GNSS技术的迅速发展,未来将是一个全球卫星导航系统的多系统融合时代,多模GNSS数据融合与处理将是导航定位领域主要技术问题之一。在GNSS数据处理中,周跳探测和整周模糊度解算是GNSS定位的核心问题。围绕着这个核心问题,本文以GNSS观测值为研究对象,详细分析了不同卫星导航系统的数据质量；研究了多系统周跳探测与修复融合算法,针对不同的卫星系统相位观测噪声不同,在多模GNSS数据周跳探测时,难以设置统一阈值条件的问题,创新性的提出了一种自适应动态阈值构造方法；并通过电离层残差法与改进的双差法构造GNSS周跳探测模型,提出了一种双差周跳修复方法。主要研究内容包括以下几个方面：(1).详细分析了不同卫星导航系统的数据质量,对GPS和BDS各轨道卫星的多路径效应及信噪比两个方面进行了详细分析。所有卫星在高度角较低时,多路径效应值相对较大,当高度角升高时,多路径效应明显下降；且对于BDS,不论在B1频点还是在B2频点,多路径效应均呈现出GEOIGSOMEO。(2). GNSS观测数据除了包含周跳和粗差还包含接收机钟跳,钟跳是干扰粗差和周跳探测的一个重要因素,能够导致现有的部分周跳探测方法失效。本文提出了一种接收机时钟的钟跳探测方法,即采用双频相位观测值的O-C值,通过消电离层线性组合进行钟跳探测。(3).在实际的周跳探测过程中,受电离层活跃程度以及采样率的影响,依靠先验值作为判断是否发生周跳的阈值可靠性降低；且不同的卫星系统相位观测噪声不同,在多模GNSS数据周跳探测时,难以设置统一的阈值条件。本文根据多项式拟合原理,创新性的提出了一种自适应动态阈值构造方法,以电离层残差法为例进行了详细分析。并把该阈值构造方法应用于MW组合法以及改进的双差消电离层组合法进行周跳探测,试验表明该动态阈值构造方法可以准确的探测出所有周跳,并准确区分出野值情形。(4).在对观测数据进行处理的过程中,采用先探测后修复的原则,通过二次电离层残差法与双差LC组合法构造一种GNSS周跳探测模型；根据多项式拟合原理,采用低阶多项式通过最小二乘法估算标有偏差标记处周跳的浮点解,最后通过空间搜索卡方检验寻找最佳的一组整数周跳组合,即为双频载波相位上的周跳大小。试验表明,GNSS周跳探测模型可以准确的探测出全部周跳,准确的区分出野值；GNSS周跳修复模型可以正确的修复单历元周跳组合,但对连续周跳修复结果不正确。
【关键词】：GNSS 周跳 阈值 探测与修复 多项式拟合 质量检查
【学位授予单位】：中国测绘科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P228.4
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 引言11-12
• 1.2 研究目的和意义12
• 1.3 国内外研究现状12-14
• 1.4 本文主要研究内容14-17
• 第二章 GNSS观测量及误差分析17-27
• 2.1 GNSS基本观测量17-19
• 2.1.1 伪距观测量17-18
• 2.1.2 载波相位18-19
• 2.2 组合观测量及其特性19-22
• 2.2.1 GNSS非差组合观测量19-21
• 2.2.2 GNSS差分组合观测量21-22
• 2.3 GNSS定位过程中的误差源22-26
• 2.3.1 与卫星有关的误差22-24
• 2.3.2 与传播路径有关的误差24-25
• 2.3.3 与接收机有关的误差25-26
• 2.4 小结26-27
• 第三章 GNSS数据质量分析27-35
• 3.1 多路径效应27-31
• 3.2 信噪比31-32
• 3.3 钟跳32-33
• 3.4 小结33-35
• 第四章 GNSS周跳探测算法研究35-57
• 4.1 周跳及检验量构造35-37
• 4.1.1 周跳定义及产生原因35-36
• 4.1.2 周跳对定位的影响36
• 4.1.3 影响周跳因素36-37
• 4.1.4 周跳检验量构造37
• 4.2 电离层残差法37-46
• 4.2.1 电离层残差法原理37-40
• 4.2.2 自适应阈值构造40-42
• 4.2.3 算例分析42-46
• 4.3 MW组合法46-50
• 4.3.1 MW组合法原理46
• 4.3.2 算例分析46-50
• 4.4 双差LC组合法50-56
• 4.4.1 双差LC组合法原理50-51
• 4.4.2 周跳位置确定51-52
• 4.4.3 算例分析52-56
• 4.5 小结56-57
• 第五章 GNSS周跳探测与修复模型57-69
• 5.1 GNSS周跳探测模型57-58
• 5.2 GNSS周跳修复模型58-63
• 5.2.1 修复周跳的观测值59-60
• 5.2.2 低阶多项式拟合60-61
• 5.2.3 周跳组合的空间搜索61-63
• 5.3 算例分析63-68
• 5.3.1 GPS数据周跳探测63-66
• 5.3.2 BDS数据周跳探测与修复66-68
• 5.4 小结68-69
• 第六章 结论与展望69-71
• 6.1 主要研究内容及结论69-70
• 6.2 存在问题与展望70-71
• 参考文献71-77
• 攻读硕士期间研究成果及参与的研究工作77-79
• 致谢79-80

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5 张U，

本文编号：674260