GNSS实时动态周跳探测与修复方法研究

发布时间：2017-08-31 09:43

  本文关键词：GNSS实时动态周跳探测与修复方法研究

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【摘要】：周跳是影响GNSS载波相位测量精度的重要因素之一,特别是在GNSS实时动态定位中,一种可靠的周跳探测与修复方法显得尤为重要。本文从单频和双频方法入手,系统分析和验证了多种探测方法的有效性和局限性,并针对实时动态数据处理,改进了部分周跳探测方法,以达到实时探测与修复非差载波相位周跳的目的。 本文首先以GPS现代化后三频载波相位观测值为基础,阐述了载波相位观测值线性组合的一般形式,并对组合观测值的观测噪声、电离层折射影响因子及组合观测值的特性进行了分析；基于载波相位测量的原理,阐述了周跳的起因和特性,并讨论了构造检验量的思路和标准,以及常见检验量。 其次简要分析了单频非差方法中的高次差法和Kalman滤波法,双频非差方法中的电离层残差法、伪距相位组合法及Melbourne-Wubbena组合法,通过实验验证了各个方法的探测效果及其局限性,并详细分析了各自的应用范围等。 针对传统Kalman滤波法的局限性,本文对滤波法进行了改进,结合三阶多项式平滑有效地利用了待估数据及先验信息,实现了周跳的实时探测与估计。采用滤波改进算法和电离层残差法,分别对实测静态测量数据与动态测量数据进行测试分析比对,试验结果表明：滤波改进算法可探测3周以上的非差载波相位周跳,解决了Kalman滤波法对连续周跳无效的问题,一定程度上改善了滤波法的探测能力和探测范围,具有一定的可行性。 通过分析滤波改进法和电离层残差组合的特性,提出了联合Kalman滤波和电离层残差组合的实时探测法,周跳探测与Kalman滤波估计平行进行,该方法能较好地处理静态测量数据中周跳的实时定位与估计问题。文中采用低动态的GPS车载测量数据进行仿实时数据处理试验,试验统计结果表明：在一定采样率的情况下,实时探测法可实时探测出大于1周的非差载波相位周跳,且周跳的估值基本正确。对于周跳中的小周跳、多周跳和连续周跳等情形,以及电离层残差法无法探测出来的一些特殊周跳组合,该方法均能正确处理,具有一定的实用性。
【关键词】：周跳 Kalman滤波 探测与修复 电离层残差组合 实时动态
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P228.4
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-15
• 1.1 引言11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 静态周跳探测研究现状12
• 1.2.2 动态周跳探测研究现状12-13
• 1.2.3 基于Kalman滤波的应用13
• 1.3 主要研究内容及意义13-15
• 第2章 GNSS观测量及周跳探测基本理论15-26
• 2.1 GNSS载波相位测量原理15
• 2.2 基本观测量及观测方程15-20
• 2.2.1 伪距观测量及观测方程16-17
• 2.2.2 载波观测值及观测方程17-19
• 2.2.3 多普勒观测值及观测方程19
• 2.2.4 差分方程19-20
• 2.3 观测值的线性组合20-23
• 2.3.1 双频线性组合21-22
• 2.3.2 三频频线性组合22-23
• 2.4 周跳探测与修复基本理论23-25
• 2.4.1 周跳的特性23-24
• 2.4.2 周跳检验量的构造24
• 2.4.3 常用周跳检验量24-25
• 2.5 小结25-26
• 第3章 周跳探测与修复方法研究26-46
• 3.1 单频方法26-33
• 3.1.1 高次差法26-29
• 3.1.2 Kalman滤波法29-33
• 3.2 双频方法33-40
• 3.2.1 电离层残差法33-36
• 3.2.2 伪距相位组合法36-38
• 3.2.3 Melbourne-Wubbena组合法38-40
• 3.3 静态实时周跳探测算例分析40-44
• 3.4 小结44-46
• 第4章 GNSS动态测量周跳探测算例分析46-57
• 4.1 动态测量数据周跳探测46-51
• 4.1.1 改进的动态滤波法46-48
• 4.1.2 电离层残差法48-51
• 4.2 动态测量数据周跳实时探测与修复51-56
• 4.2.1 动态周跳实时探测51-53
• 4.2.2 动态周跳的修复53-56
• 4.3 小结56-57
• 结论与展望57-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：764869