基于DOP值的定轨测站优选方法研究

发布时间：2017-09-14 04:49

  本文关键词：基于DOP值的定轨测站优选方法研究

  更多相关文章： 地面测站 最优分布 DOP值 精度评定函数 指标函数 网格寻优 遗传算法 数据质量分析 分网优化

【摘要】：地面测站的分布将直接影响导航卫星的轨道精度、卫星的跟踪观测和卫星的导航性能,具有导航卫星系统的国家都十分重视地面测站(测控网)的分布和建设。本文基于GNSS卫星定轨方程的DOP值,对地面测站最优分布的分布模型和筛选模型进行了研究。主要研究内容如下:(1)总结并给出了GNSS卫星系统的时空之间的相互转换关系,推导了GNSS精轨计算公式,给出了卫星轨道参数的精度评定函数。最后,依据精度评定函数分析影响GNSS定轨精度的主要因素:一是观测值权矩阵,主要是确定权矩阵方法对定轨精度的影响;二是卫星相对测站的几何分布。(2)以GNSS卫星定轨方程DOP值最小为原则,推导出一种用于衡量利用GNSS观测数据解算卫星轨道参数精度的指标函数ODOP。通过在三个区域(亚洲、亚洲和北美、全球)选取相同数目测站数据进行实验,验证了该指标函数的正确性。(3)以北斗卫星导航系统在全球选取地面测站为例,研究全球最优测站分布布设的理论与方法。首先以ODOP最小为准则,提出一种用于选站的网格寻优法。该方法选站与穷举法进行对比,验证了网格寻优法的正确性。但网格寻优法在选取多个选站时,需要耗费大量的计算时间。用遗传算法对网格寻优法改进,提出一种基于遗传算法的网格寻优法,该方法能够快速选取测站的最优分布位置,并对该方法的正确性和有效性进行了验证。最后,用该方法在全球选取了17个北斗地面测站,计算耗时大约35小时。(4)针对GNSS数据分析中心对快速、超快速轨道产品精度及时效性的要求以及全球测站分布不均匀性的现状,研究全球最优测站分布筛选的理论与方法。首先给出了数据质量分析的评价指标和公式,并依此编写了多系统数据质量分析软件。然后基于卫星定轨方程,推导了定轨最优测站数计算公式。最后,基于分网优化法,提出一种最优测站分布筛选模型。通过实验表明,最优测站分布筛选模型筛选出的72个最优测站的定轨精度与216个测站的定轨精度相当;解算72个最优测站所需时间约为解算216个测站所需时间的1/3。
【关键词】：地面测站 最优分布 DOP值 精度评定函数 指标函数 网格寻优 遗传算法 数据质量分析 分网优化
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P228.4
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-15
• 1 绪论15-22
• 1.1 研究背景与意义15-18
• 1.2 研究现状18-21
• 1.3 研究内容21-22
• 2 基本理论与误差分析22-32
• 2.1 GNSS时空系统22-26
• 2.2 GNSS卫星定轨理论26-30
• 2.3 影响GNSS定轨精度主要因素30-31
• 2.4 本章小结31-32
• 3 最优测站分布评价指标32-41
• 3.1 DOP值32-33
• 3.2 DOP值最小原则33-35
• 3.3 不同测站分布对定轨精度影响分析35-40
• 3.4 本章小结40-41
• 4 最优测站分布布设模型研究41-53
• 4.1 网格寻优法42-48
• 4.2 基于遗传算法的网格寻优法48-52
• 4.3 本章小结52-53
• 5 最优测站分布筛选模型研究53-68
• 5.1 测站数据质量分析53-55
• 5.2 定轨最优测站数55-59
• 5.3 分网优化选站59-61
• 5.4 NSM实验模拟和分析61-67
• 5.5 本章小结67-68
• 6 结论与展望68-70
• 6.1 结论68-69
• 6.2 展望69-70
• 参考文献70-75
• 作者简历75-77
• 学位论文数据集77

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本文编号：847982