城市环境低成本精密单点定位研究
发布时间：2020-12-24 12:46
全球导航卫星系统（GNSS）是实现城市精准位置服务的关键手段。精密单点定位技术（Pecise Point Positioning,简称PPP）由于其不受基站限制,在高精度定位中受到越来越多的关注。传统PPP定位多基于测量型GNSS接收机实现,未来低成本设备将在GNSS市场占绝对优势,同时低成本设备的不断革新也为低成本PPP定位的实现提供了可能,因此,研究低成本PPP定位对提升位置服务质量、助力智慧城市建设具有重要意义。低成本设备的应用场景多处于城市环境,而城市环境由于存在大范围的高密度区域,对GNSS卫星信号的传播造成了严重的干扰,由此造成的多路径误差严重影响了PPP定位精度。因此,本文在对PPP技术的基本原理与算法深入研究的基础上,使用未来在GNSS市场占主导的低成本接收机设备,围绕如何解决城市区域高精度定位中的多路径问题展开研究。主要工作如下:（1）将基于多路径空间重复性的多路径半天球模型（Multipath Hemispherical Map,MHM）由短基线共时钟模式扩展至PPP模式下,设计了基于MHM模型的PPP多路径修正算法流程,并基于城市环境分别使用Trimble BD9...
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
低成本接收机组成模块
30路径误差进行改正，比较分析其改正效果。基于MHM方法的残差修正流程图如3-1所示，具体步骤如下：1.采集前一天、相同位置的，尽可能长时间的（最好24h以上）GPS观测量记为data1。2.PPP无电离层组合模型计算data1的定位结果，PPP需一定的收敛时间。取以连续运行参考站为基准站，与该测站进行差分解算获得真值坐标。基于真值求各历元残差记为RES，并记录下相应的卫星高度角及方位角，记为el、az。3.基于前一天解算残差RES提取每个历元中各卫星对应的多路径数值。4.通过历元分别将多路径值与高度角、方位角对应起来，生成一张列为方位角、高度角、多路径数值的表格Table1。图3-1基于MHM方法的PPP多路径误差修正流程图
315.以1°×1°为标准，按照方位角、高度角向上取整的方法，将全部的高度角、方位角划分在90个、360个格子之内。6.对于每个格子内部的所有数值，求平均数即为该格网点的多路径数值。生成一张关于高度角及方位角的多路径分布的表格Table2，自变量为高度角、方位角，因变量为多路径数值。7.采集后一天、相同位置的GPS观测量，记为data2。8.利用data2组建误差方程时，结合卫星高度角与方位角，查询Table2得到对应的多路径误差改正值，在误差方程中进行剔除，完成多路径误差的改正。3.2实验及结果分析为了验证MHM方法在PPP算法中实现多路径改正的可行性，我们以华东师范大学闵行校区信息楼4楼平台为数据采集点，用TrimbleBD982接收机采集静态数据。数据采集时间为2019年10月21日至23日，采样间隔为1s，卫星截止高度角为5°。同时使用10月21日之前，连续多天的观测数据生成多路径改正值。数据采集环境及接收机如图3-2所示。以连续运行参考站为基准站与该测站进行差分解算获得真值坐标，进行MHM多路径误差建模，图3-3为连续运行参考站。图3-2数据采集点及TrimbleBD982接收机
【参考文献】：
期刊论文
[1]开放GNSS原始测量对安卓平台定位精度影响分析[J]. 杨琪,李四海,刘洋. 导航定位学报. 2019(03)
[2]基于低成本单频u-blox接收机的GPS/BDS定向性能分析[J]. 李江卫,马立烨,吴仁攀,孙伟,吴多. 大地测量与地球动力学. 2019(03)
[3]基于u-blox的单频精密单点定位研究及其实现[J]. 杜仲进. 地理空间信息. 2017(03)
[4]GPS多路径减轻的混合粒子滤波算法(英文)[J]. 郑南山,蔡良师,卞和方,林聪. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(05)
[5]基于新息正交性的Kalman滤波抗野值法在POS中的应用[J]. 宫晓琳,房建成. 航空学报. 2009(12)
[6]CVVF方法用于GPS多路径效应的研究[J]. 钟萍,丁晓利,郑大伟. 测绘学报. 2005(02)
[7]一种抗野值的Kalman滤波器[J]. 卢迪,姚郁,贺风华. 系统仿真学报. 2004(05)
本文编号：2935681
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
低成本接收机组成模块
30路径误差进行改正，比较分析其改正效果。基于MHM方法的残差修正流程图如3-1所示，具体步骤如下：1.采集前一天、相同位置的，尽可能长时间的（最好24h以上）GPS观测量记为data1。2.PPP无电离层组合模型计算data1的定位结果，PPP需一定的收敛时间。取以连续运行参考站为基准站，与该测站进行差分解算获得真值坐标。基于真值求各历元残差记为RES，并记录下相应的卫星高度角及方位角，记为el、az。3.基于前一天解算残差RES提取每个历元中各卫星对应的多路径数值。4.通过历元分别将多路径值与高度角、方位角对应起来，生成一张列为方位角、高度角、多路径数值的表格Table1。图3-1基于MHM方法的PPP多路径误差修正流程图
315.以1°×1°为标准，按照方位角、高度角向上取整的方法，将全部的高度角、方位角划分在90个、360个格子之内。6.对于每个格子内部的所有数值，求平均数即为该格网点的多路径数值。生成一张关于高度角及方位角的多路径分布的表格Table2，自变量为高度角、方位角，因变量为多路径数值。7.采集后一天、相同位置的GPS观测量，记为data2。8.利用data2组建误差方程时，结合卫星高度角与方位角，查询Table2得到对应的多路径误差改正值，在误差方程中进行剔除，完成多路径误差的改正。3.2实验及结果分析为了验证MHM方法在PPP算法中实现多路径改正的可行性，我们以华东师范大学闵行校区信息楼4楼平台为数据采集点，用TrimbleBD982接收机采集静态数据。数据采集时间为2019年10月21日至23日，采样间隔为1s，卫星截止高度角为5°。同时使用10月21日之前，连续多天的观测数据生成多路径改正值。数据采集环境及接收机如图3-2所示。以连续运行参考站为基准站与该测站进行差分解算获得真值坐标，进行MHM多路径误差建模，图3-3为连续运行参考站。图3-2数据采集点及TrimbleBD982接收机
【参考文献】：
期刊论文
[1]开放GNSS原始测量对安卓平台定位精度影响分析[J]. 杨琪,李四海,刘洋. 导航定位学报. 2019(03)
[2]基于低成本单频u-blox接收机的GPS/BDS定向性能分析[J]. 李江卫,马立烨,吴仁攀,孙伟,吴多. 大地测量与地球动力学. 2019(03)
[3]基于u-blox的单频精密单点定位研究及其实现[J]. 杜仲进. 地理空间信息. 2017(03)
[4]GPS多路径减轻的混合粒子滤波算法(英文)[J]. 郑南山,蔡良师,卞和方,林聪. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(05)
[5]基于新息正交性的Kalman滤波抗野值法在POS中的应用[J]. 宫晓琳,房建成. 航空学报. 2009(12)
[6]CVVF方法用于GPS多路径效应的研究[J]. 钟萍,丁晓利,郑大伟. 测绘学报. 2005(02)
[7]一种抗野值的Kalman滤波器[J]. 卢迪,姚郁,贺风华. 系统仿真学报. 2004(05)
本文编号：2935681
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