城市环境下高精度载波相位定位关键技术研究与实现
发布时间：2021-07-28 23:05
卫星定位导航系统自问世以来,极大的改变了人类的生产生活方式,基于位置信息的多元化服务与应用已经成为人们生活不可或缺的重要组成部分之一。标准定位3至5米的定位精度已经无法满足现代智能化装备等领域对高精度定位的需求。以RTK、PPP技术为代表的基于载波相位观测量定位技术的出现,使得全球定位导航系统的应用领域得到了极大扩展。全球范围内高达毫米级精度的定位服务已可为测绘、精准农业、形变监测等领域提供支持。随着诸如城市智能物流、无人机配送、自动驾驶、智能机器人等一大批新兴智能装备的发展,城市环境高精度位置信息需求日益增长,但在城市环境下的载波相位精密定位仍面临地面共频通信干扰与稀疏观测条件下数据预处理、高动态载体浮点解实时精确估计、建筑遮挡条件下整周模糊度高效解算等关键技术难题,导致载波相位定位在城市应用中定位精度不足,收敛速度与成功率低。如何在城市环境下有效提升载波相位定位性能已成为该领域关键技术研究的热点方向之一。本文深入研究了 RTK、PPP等载波相位定位模型与算法,重点针对载波相位定位中稀疏化观测下周跳准确探测方法、高动态下浮点解联合精密估计方法、整周模糊度求解中高效去相关算法三大关键环...
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１?ＧＮＳＳ单系统／多系统可见卫星数对比图??
１．４针对上述研究目标，本文主要研究内容如下：周跳探测算法中互补对称几何??无关模型研究，分析了传统周跳探测与修复算法并提出了对称几何无关组合及其??二阶差分的互补周跳探测算法；高动态下高精度浮点解辅助估计方法研究，提出??了融合多普勒观测量和外部惯性器件进行速度、加速度特征观测，构建双反馈联??合估计模型，提升浮点解精度；基于格基规约的高效整周模糊度固定算法，建立??了格理论与整周模糊度固定的理论联系，提出了?Ｎ维Ｌｏｖ如ｚ约束扩展规约基及??对应的规约算法，提升了强相关环境下的整周模糊度解算性能。本文整体研究内??容及其关系如下图所示：??
少的初始阶段，周跳探测无法??达到良好的效果。??２．２对称几何无关组合的构建??２．２．１传统几何无关组合的检测盲点分析??观察式（２．５）和电离层残差法中相邻历元差分后的几何无关组合（２．１２），可以??看到在满足式（２．５）条件时，电离层残差法的判据式（２．１２）无论周跳大小如何，其??值仍为〇，显然按照电离层残差法的判断方法无法探测此类周跳。对于ＴｕｒｂｏＥｄｉｔ??法，式（２．１７）同样存在这一问题，其会导致判据■／，失效。??将满足式（２．５）条件，即之差为零时绘制如图２－１中蓝色实??线。??Ａ??ＳＧＦ?／??０?Ｚ?—－－??ｅｉＶｕ??图２－１几何无关组合与对称几何无关组合检测盲点示意图??图中该蓝色实线表示的区域即代表了?２．Ｌ３．１节中电离层残差法判据和??ＴｕｒｂｏＥｄｉｔ判据忑周跳探测的检测盲点，导致周跳探测失败。而前文第２．１．１节中??已经分析过，对于城市地面同频段通信干扰情况下，满足式（２．５）这一盲点类型是??极易发生的，因此该盲点问题对周跳探测性能的影响在城市观测环境下通常不可??忽略。??２．２．２基于对称几何无关组合的盲点补偿??为解决这一盲点区域的周跳检出问题，本文引入一种与其对称的几何无关组??合，即对称几何无关组合ＳＧＦ。该组合与几何无关组合相反，消除了一阶电离层??１９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Short-Impending Earthquake Anomaly Index Extraction of GNSS Continuous Observation Data in Yunnan, Southwestern China[J]. Min Hong,Desheng Shao,Tengfei Wu,Shuangxi Zhang,Yong Zhang,Lingli Wang,Xiaodong Qian. Journal of Earth Science. 2018(01)
[2]基于贝叶斯压缩感知的周跳探测与修复方法[J]. 李慧,赵琳,李亮. 物理学报. 2016(24)
[3]基于IGS的白天和夜间电离层TEC变化特性分析[J]. 时爽爽,黄劲松,冯建迪,谭先科. 大地测量与地球动力学. 2015(02)
[4]基于非差误差改正数的长距离单历元GNSS网络RTK算法研究[J]. 祝会忠. 测绘学报. 2015(01)
[5]基于格论的GNSS模糊度解算[J]. 刘经南,于兴旺,张小红. 测绘学报. 2012(05)
[6]基于GPS双频原始观测值的精密单点定位算法及应用[J]. 张宝成,欧吉坤,袁运斌,钟世明. 测绘学报. 2010(05)
[7]基于TIKHONOV正则化的短基线单历元模糊度解算方法研究[J]. 孔令杰,黄观文. 大地测量与地球动力学. 2010(02)
[8]GPS单频精密单点定位软件实现与精度分析[J]. 张小红,李星星,郭斐,张明. 武汉大学学报(信息科学版). 2008(08)
[9]GPS RTK测量技术的应用与体会[J]. 王毅明,钟金宁,黄志洲. 现代测绘. 2003(02)
博士论文
[1]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
[2]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
[3]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
[4]基于格理论的GNSS模糊度估计方法研究[D]. 范龙.解放军信息工程大学 2013
硕士论文
[1]基于小波变换的北斗周跳修复方法[D]. 谭曦光.西南交通大学 2017
本文编号：3308824
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１?ＧＮＳＳ单系统／多系统可见卫星数对比图??
１．４针对上述研究目标，本文主要研究内容如下：周跳探测算法中互补对称几何??无关模型研究，分析了传统周跳探测与修复算法并提出了对称几何无关组合及其??二阶差分的互补周跳探测算法；高动态下高精度浮点解辅助估计方法研究，提出??了融合多普勒观测量和外部惯性器件进行速度、加速度特征观测，构建双反馈联??合估计模型，提升浮点解精度；基于格基规约的高效整周模糊度固定算法，建立??了格理论与整周模糊度固定的理论联系，提出了?Ｎ维Ｌｏｖ如ｚ约束扩展规约基及??对应的规约算法，提升了强相关环境下的整周模糊度解算性能。本文整体研究内??容及其关系如下图所示：??
少的初始阶段，周跳探测无法??达到良好的效果。??２．２对称几何无关组合的构建??２．２．１传统几何无关组合的检测盲点分析??观察式（２．５）和电离层残差法中相邻历元差分后的几何无关组合（２．１２），可以??看到在满足式（２．５）条件时，电离层残差法的判据式（２．１２）无论周跳大小如何，其??值仍为〇，显然按照电离层残差法的判断方法无法探测此类周跳。对于ＴｕｒｂｏＥｄｉｔ??法，式（２．１７）同样存在这一问题，其会导致判据■／，失效。??将满足式（２．５）条件，即之差为零时绘制如图２－１中蓝色实??线。??Ａ??ＳＧＦ?／??０?Ｚ?—－－??ｅｉＶｕ??图２－１几何无关组合与对称几何无关组合检测盲点示意图??图中该蓝色实线表示的区域即代表了?２．Ｌ３．１节中电离层残差法判据和??ＴｕｒｂｏＥｄｉｔ判据忑周跳探测的检测盲点，导致周跳探测失败。而前文第２．１．１节中??已经分析过，对于城市地面同频段通信干扰情况下，满足式（２．５）这一盲点类型是??极易发生的，因此该盲点问题对周跳探测性能的影响在城市观测环境下通常不可??忽略。??２．２．２基于对称几何无关组合的盲点补偿??为解决这一盲点区域的周跳检出问题，本文引入一种与其对称的几何无关组??合，即对称几何无关组合ＳＧＦ。该组合与几何无关组合相反，消除了一阶电离层??１９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Short-Impending Earthquake Anomaly Index Extraction of GNSS Continuous Observation Data in Yunnan, Southwestern China[J]. Min Hong,Desheng Shao,Tengfei Wu,Shuangxi Zhang,Yong Zhang,Lingli Wang,Xiaodong Qian. Journal of Earth Science. 2018(01)
[2]基于贝叶斯压缩感知的周跳探测与修复方法[J]. 李慧,赵琳,李亮. 物理学报. 2016(24)
[3]基于IGS的白天和夜间电离层TEC变化特性分析[J]. 时爽爽,黄劲松,冯建迪,谭先科. 大地测量与地球动力学. 2015(02)
[4]基于非差误差改正数的长距离单历元GNSS网络RTK算法研究[J]. 祝会忠. 测绘学报. 2015(01)
[5]基于格论的GNSS模糊度解算[J]. 刘经南,于兴旺,张小红. 测绘学报. 2012(05)
[6]基于GPS双频原始观测值的精密单点定位算法及应用[J]. 张宝成,欧吉坤,袁运斌,钟世明. 测绘学报. 2010(05)
[7]基于TIKHONOV正则化的短基线单历元模糊度解算方法研究[J]. 孔令杰,黄观文. 大地测量与地球动力学. 2010(02)
[8]GPS单频精密单点定位软件实现与精度分析[J]. 张小红,李星星,郭斐,张明. 武汉大学学报(信息科学版). 2008(08)
[9]GPS RTK测量技术的应用与体会[J]. 王毅明,钟金宁,黄志洲. 现代测绘. 2003(02)
博士论文
[1]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
[2]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
[3]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
[4]基于格理论的GNSS模糊度估计方法研究[D]. 范龙.解放军信息工程大学 2013
硕士论文
[1]基于小波变换的北斗周跳修复方法[D]. 谭曦光.西南交通大学 2017
本文编号：3308824
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