單頻BDS精密定位關(guān)鍵理論與模型研究.pdf

1、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（BDS）是我國自主研發(fā)的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，已于2012年12月27日正式提供區(qū)域服務(wù)。目前BDS高精度應(yīng)用多采用三頻或雙頻接收機，其成本較昂貴，極大限制了BDS在橋梁等大型工程監(jiān)測、精細農(nóng)業(yè)、人員精確定位等相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用，因此研究單頻BDS接收機實現(xiàn)高精度導航定位，不僅有利于BDS相關(guān)學科理論與技術(shù)進步，而且對BDS的推廣應(yīng)用也有重要的實際意義。本文針對單頻BDS高精度定位中的關(guān)鍵問題開展研究，包括周跳探測、單歷

2、元模糊度解算、多路徑誤差建模和單頻定位可靠性分析等等。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究了常用的單頻載波相位周跳探測方法，提出一種基于卡爾曼濾波的單頻BDS周跳探測方法，并進行了實例驗證，分析了周跳探測結(jié)果與BDS星座衛(wèi)星的關(guān)系。⑵提出了一種基于最小二乘的級聯(lián)單頻單歷元模糊度固定方法，該方法采用BDS單歷元測碼偽距和單頻載波相位觀測值組成的雙差觀測方程與基線長度約束方程進行最小二乘解算，獲得模糊度浮點解方差-協(xié)方差陣，根據(jù)模糊度浮點

3、解精度對雙差模糊度進行(2,1,1,…,1)分級處理，基于Par Lambda算法分批次固定雙差模糊度，有效提高了模糊度固定成功率和搜索效率。⑶研究了BDS三種不同衛(wèi)星星座的運行周期，發(fā)現(xiàn)GEO衛(wèi)星的軌道重復周期波動較大，同一衛(wèi)星的最大波動幅度可達40秒，相比較而言MEO衛(wèi)星表現(xiàn)的較為穩(wěn)定，IGSO衛(wèi)星的軌道重復周期最為穩(wěn)定；GEO、IGSO衛(wèi)星在任意相鄰兩天的運行軌跡均具有較好的重復性，而對MEO衛(wèi)星來說，在相鄰兩天沒有任何相關(guān)性，卻

4、與相隔7天的運行軌跡表現(xiàn)出了極強的相關(guān)性。⑷利用單差殘差法提取出相鄰兩天、間隔7天中同一時段內(nèi)可見衛(wèi)星的單差殘差，同一衛(wèi)星的單差殘差在相鄰兩天最大互相關(guān)系數(shù)出現(xiàn)位置與該衛(wèi)星的軌道運行重復周期的時間提前量一致的，提取的多路徑誤差的周期性與衛(wèi)星的軌道運行重復周期的時間提前量保持一致。⑸提出了以MDB為模型誤差計算有偏估計成功率并對模糊度解算的正確性進行評價，分別以碼觀測和相位觀測進行了仿真實驗，表明亞太地區(qū)BDS固定成功率高于GPS系統(tǒng)，同