PPP/INS紧组合研究及实现
发布时间：2021-11-03 13:18
全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite Systems,GNSS）和惯性导航系统（Inertial Navigation System,INS）的组合导航已成为移动测量领域用户获得高精度的空间位置、速度和姿态的重要手段。目前,采用GNSS差分定位方式与INS相结合的DGNSS/INS组合导航技术已得到广泛应用。然而,PPP技术则是无需基准站、无距离限制且仅需要单台GNSS接收机即可获取高精度位置信息的一种绝对定位方式。PPP/INS组合导航将更适合应用于大范围的移动测量工作,具有更为广阔的应用前景。本文围绕PPP/INS组合导航展开研究,实现了 PPP/INS紧组合算法并采用高动态的车载实验对PPP/INS紧组合模型进行验证与性能评估。本文的主要工作如下:（1）对地心地固系下的捷联惯性导航算法进行深入的研究,给出了一套符号自洽的地心地固系下的导航方程,并对初始对准技术进行细致研究。（2）对非差PPP进行深入研究,针对PPP的几种数学模型进行了细致的对比分析,并对PPP中的误差源处理模型及参数估计方法进行详细阐述,通过编程设计实现PPP算法。采用全球分布...
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１载体坐标系示意图??
Ｆｉｇ．２．２?Ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＥＣＥＦ－ｆｒａｍｅ?ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ?ｅｑｕａｔｉｏｎｓ??２．３．１姿态更新??图２．２中的ｑ（－）代表姿态的初始值，同理，＜４（－）和＜（－）分别代表速度和位??置的初始值，ｑ（＋）、４（＋）和４（＋）则分别代表姿态、速度和位置的更新估值。同??时，这两组量也分别代表上一历元和当前历元各项状态的值，在下文不再重复描??述。??姿态的方向余弦阵Ｇ对时间进行求导，并参考下式：??＝＾ｐｓ＾ｒ＆ｘ?（２．１）??（２．２）??Ｃ；＝Ｃ；Ｑｆ，＝－Ｑ＾Ｃ；＝Ｑ＾Ｃ；?（２．３）??式中，ｇ表示对时间进行求一阶导数则表示对时间进行求二阶导数），??Ｑ表示某向量构成的反对称矩阵，上下标《、／？、／和＜５泛指不同的坐标系统，??９??
Ｆｉｇ．３．１?Ｔｈｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｏｌｅ?ｓｈｉｆｔ??极潮也称为极移，其定义为某一时刻的地球北极（瞬时极）与国际协议原点??ＣＩＯ（Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ?Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ?Ｏｒｉｇｉｎ）之间的夹角，其示意图如图３．１。极移变化??比较缓慢，ＩＧＳ的发布的＊．ｅｒｐ文件中，提供一周的极移参数值（每一天为一组，??共７组）。极移的改正模型如下式：??Ｓｎ?＝?－０．００９?ｃｏｓ?２６｛ｒｒ＼?ｃｏｓ?＞１?＋?ｓｉｎ?Ｘ）??＾?Ｓｅ?＝?０．００９ｃｏｓ６｛ｒｒ＼?ｓｉｎＸ－ｍ２?ｃｏｓＸ）?（３．２１）??８Ｕ?＝?－０．０３３?ｓｉｎ?２６｛ｍ＾?ｃｏｓ?Ａ?Ｈ－?ｗ２?ｓｉｎ?Ａ）??ｈ＝Ｘ＾Ｊ?（３．２２）??｛ｍ２＝ｙｐ－ｙｐ??ｊｘｐ＝?０．０５４?＋?０．０００８３（Ａｉ／?－?Ｍ／０）?’??＝０．３５７＋?０．００３９５（Ｍ／－Ｍ／０）?（３?２３）??式中，＆、４、忒分别表示ＮＥＵ三个方向的极移改正值；Ａ和ｐ分分别表示??测站的经度和纬度；０＝＾／２－供表示余纬；（＇，＆）为某计算时刻的极移参数，该??值由ＩＧＳ发布文件获取；Ｍ７为计算当天的简化儒略日；Ｍ／。表示以Ｊ２０００．０为??起点的简化儒略日。??３．３．３与信号传播路径有关的误差源??１．电离层延迟??电离层是指高度在６０ｋｍ至１０００ｋｍ的地球大气层，由于电离层区域带电粒??子的存在，卫星信号在穿过电离层时，它的速度和路径发生变化从而形成延迟，??这种偏差称为电离层延迟误差。电离层延迟具体值的大小与电离层中的电子总量??及信号频率有关
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同数据处理策略对PPP收敛精度的影响[J]. 张光茹,秘金钟. 测绘科学. 2018(03)
[2]GNSS精密单点定位技术及应用进展[J]. 张小红,李星星,李盼. 测绘学报. 2017(10)
[3]无电离层组合、Uofc和非组合精密单点定位观测模型比较[J]. 李博峰,葛海波,沈云中. 测绘学报. 2015(07)
[4]一种基于TurboEdit改进的GPS双频观测值周跳探测方法[J]. 王振杰,聂志喜,欧吉坤. 武汉大学学报(信息科学版). 2014(09)
[5]精密单点定位中4种函数模型解算性能分析[J]. 赵兴旺,王胜利,邓健,刘超. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2014(06)
[6]动态PPP定位中周跳自动探测与处理策略[J]. 柴艳菊,阳仁贵,张宝成. 地球物理学报. 2014(05)
[7]在线PPP服务系统对钟跳的处理能力分析[J]. 郭斐,张小红. 武汉大学学报(信息科学版). 2012(11)
[8]GNSS精密单点定位中的实时质量控制[J]. 张小红,郭斐,李盼,左翔. 武汉大学学报(信息科学版). 2012(08)
[9]接收机钟跳对GPS定位的影响及探测方法[J]. 张成军,贾学东. 测绘通报. 2009(12)
[10]GPS接收机钟跳的研究[J]. 杨剑,王泽民,王贵文,柳景斌,孟泱. 大地测量与地球动力学. 2007(03)
博士论文
[1]惯导辅助BDS/GPS高精度动态定位模型研究[D]. 韩厚增.中国矿业大学 2017
[2]多模GNSS PPP/INS组合系统算法与应用研究[D]. 高周正.武汉大学 2016
[3]GNSS精密单点定位模糊度快速固定技术和方法研究[D]. 李盼.武汉大学 2016
[4]北斗/GPS组合精密单点定位模糊度固定方法研究[D]. 刘炎炎.武汉大学 2015
[5]精密单点定位理论与方法研究[D]. 郑彬.国防科学技术大学 2015
[6]三频GNSS精密定位理论与方法研究[D]. 黄令勇.解放军信息工程大学 2015
[7]GNSS/INS组合系统模型精化及载波相位定位测姿[D]. 甘雨.解放军信息工程大学 2015
[8]GNSS精密单点定位算法研究与实现[D]. 胡洪.中国矿业大学 2014
[9]GNSS精密单点定位及非差模糊度快速确定方法研究[D]. 李星星.武汉大学 2013
[10]GPS非差精密单点定位模糊度固定理论与方法研究[D]. 郑艳丽.武汉大学 2013
硕士论文
[1]GPS/GLONASS组合动态精密单点定位研究[D]. 刘惠涛.西南交通大学 2017
[2]GPS精密单点定位关键算法研究与实现[D]. 董宝玉.中国矿业大学 2015
[3]动态GPS精密单点定位方法研究[D]. 黄健.解放军信息工程大学 2013
[4]GPS单频精密单点定位理论研究与算法实现[D]. 汪平.解放军信息工程大学 2010
本文编号：3473755
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１载体坐标系示意图??
Ｆｉｇ．２．２?Ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＥＣＥＦ－ｆｒａｍｅ?ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ?ｅｑｕａｔｉｏｎｓ??２．３．１姿态更新??图２．２中的ｑ（－）代表姿态的初始值，同理，＜４（－）和＜（－）分别代表速度和位??置的初始值，ｑ（＋）、４（＋）和４（＋）则分别代表姿态、速度和位置的更新估值。同??时，这两组量也分别代表上一历元和当前历元各项状态的值，在下文不再重复描??述。??姿态的方向余弦阵Ｇ对时间进行求导，并参考下式：??＝＾ｐｓ＾ｒ＆ｘ?（２．１）??（２．２）??Ｃ；＝Ｃ；Ｑｆ，＝－Ｑ＾Ｃ；＝Ｑ＾Ｃ；?（２．３）??式中，ｇ表示对时间进行求一阶导数则表示对时间进行求二阶导数），??Ｑ表示某向量构成的反对称矩阵，上下标《、／？、／和＜５泛指不同的坐标系统，??９??
Ｆｉｇ．３．１?Ｔｈｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｏｌｅ?ｓｈｉｆｔ??极潮也称为极移，其定义为某一时刻的地球北极（瞬时极）与国际协议原点??ＣＩＯ（Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ?Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ?Ｏｒｉｇｉｎ）之间的夹角，其示意图如图３．１。极移变化??比较缓慢，ＩＧＳ的发布的＊．ｅｒｐ文件中，提供一周的极移参数值（每一天为一组，??共７组）。极移的改正模型如下式：??Ｓｎ?＝?－０．００９?ｃｏｓ?２６｛ｒｒ＼?ｃｏｓ?＞１?＋?ｓｉｎ?Ｘ）??＾?Ｓｅ?＝?０．００９ｃｏｓ６｛ｒｒ＼?ｓｉｎＸ－ｍ２?ｃｏｓＸ）?（３．２１）??８Ｕ?＝?－０．０３３?ｓｉｎ?２６｛ｍ＾?ｃｏｓ?Ａ?Ｈ－?ｗ２?ｓｉｎ?Ａ）??ｈ＝Ｘ＾Ｊ?（３．２２）??｛ｍ２＝ｙｐ－ｙｐ??ｊｘｐ＝?０．０５４?＋?０．０００８３（Ａｉ／?－?Ｍ／０）?’??＝０．３５７＋?０．００３９５（Ｍ／－Ｍ／０）?（３?２３）??式中，＆、４、忒分别表示ＮＥＵ三个方向的极移改正值；Ａ和ｐ分分别表示??测站的经度和纬度；０＝＾／２－供表示余纬；（＇，＆）为某计算时刻的极移参数，该??值由ＩＧＳ发布文件获取；Ｍ７为计算当天的简化儒略日；Ｍ／。表示以Ｊ２０００．０为??起点的简化儒略日。??３．３．３与信号传播路径有关的误差源??１．电离层延迟??电离层是指高度在６０ｋｍ至１０００ｋｍ的地球大气层，由于电离层区域带电粒??子的存在，卫星信号在穿过电离层时，它的速度和路径发生变化从而形成延迟，??这种偏差称为电离层延迟误差。电离层延迟具体值的大小与电离层中的电子总量??及信号频率有关
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同数据处理策略对PPP收敛精度的影响[J]. 张光茹,秘金钟. 测绘科学. 2018(03)
[2]GNSS精密单点定位技术及应用进展[J]. 张小红,李星星,李盼. 测绘学报. 2017(10)
[3]无电离层组合、Uofc和非组合精密单点定位观测模型比较[J]. 李博峰,葛海波,沈云中. 测绘学报. 2015(07)
[4]一种基于TurboEdit改进的GPS双频观测值周跳探测方法[J]. 王振杰,聂志喜,欧吉坤. 武汉大学学报(信息科学版). 2014(09)
[5]精密单点定位中4种函数模型解算性能分析[J]. 赵兴旺,王胜利,邓健,刘超. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2014(06)
[6]动态PPP定位中周跳自动探测与处理策略[J]. 柴艳菊,阳仁贵,张宝成. 地球物理学报. 2014(05)
[7]在线PPP服务系统对钟跳的处理能力分析[J]. 郭斐,张小红. 武汉大学学报(信息科学版). 2012(11)
[8]GNSS精密单点定位中的实时质量控制[J]. 张小红,郭斐,李盼,左翔. 武汉大学学报(信息科学版). 2012(08)
[9]接收机钟跳对GPS定位的影响及探测方法[J]. 张成军,贾学东. 测绘通报. 2009(12)
[10]GPS接收机钟跳的研究[J]. 杨剑,王泽民,王贵文,柳景斌,孟泱. 大地测量与地球动力学. 2007(03)
博士论文
[1]惯导辅助BDS/GPS高精度动态定位模型研究[D]. 韩厚增.中国矿业大学 2017
[2]多模GNSS PPP/INS组合系统算法与应用研究[D]. 高周正.武汉大学 2016
[3]GNSS精密单点定位模糊度快速固定技术和方法研究[D]. 李盼.武汉大学 2016
[4]北斗/GPS组合精密单点定位模糊度固定方法研究[D]. 刘炎炎.武汉大学 2015
[5]精密单点定位理论与方法研究[D]. 郑彬.国防科学技术大学 2015
[6]三频GNSS精密定位理论与方法研究[D]. 黄令勇.解放军信息工程大学 2015
[7]GNSS/INS组合系统模型精化及载波相位定位测姿[D]. 甘雨.解放军信息工程大学 2015
[8]GNSS精密单点定位算法研究与实现[D]. 胡洪.中国矿业大学 2014
[9]GNSS精密单点定位及非差模糊度快速确定方法研究[D]. 李星星.武汉大学 2013
[10]GPS非差精密单点定位模糊度固定理论与方法研究[D]. 郑艳丽.武汉大学 2013
硕士论文
[1]GPS/GLONASS组合动态精密单点定位研究[D]. 刘惠涛.西南交通大学 2017
[2]GPS精密单点定位关键算法研究与实现[D]. 董宝玉.中国矿业大学 2015
[3]动态GPS精密单点定位方法研究[D]. 黄健.解放军信息工程大学 2013
[4]GPS单频精密单点定位理论研究与算法实现[D]. 汪平.解放军信息工程大学 2010
本文编号：3473755
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/3473755.html
