北斗三頻長(zhǎng)基線模糊度固定算法及其應(yīng)用研究.pdf

1、我國(guó)BDS系統(tǒng)采用三頻技術(shù)，可提供三個(gè)頻率的觀測(cè)值。三頻觀測(cè)值可以形成更多組合波長(zhǎng)更長(zhǎng)、組合噪聲更小、電離層延遲更小的組合，有利于減小觀測(cè)誤差?；诂F(xiàn)有的雙頻理論，深入研究三頻導(dǎo)航定位技術(shù)中周跳探測(cè)理論和模糊度固定算法，可以提高導(dǎo)航定位的精度和效率。因此，本文針對(duì)北斗三頻周跳探測(cè)和長(zhǎng)基線模糊度固定問(wèn)題做了深入的研究分析，其主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）在分析雙頻導(dǎo)航定位模型的基礎(chǔ)上，以載波觀測(cè)值為例，簡(jiǎn)要介紹了三頻組合觀測(cè)理論，探

2、討了組合觀測(cè)值的選取條件，分析推導(dǎo)了一些常用的線性組合方程。
　　（2）針對(duì)BDS三頻觀測(cè)數(shù)據(jù)的周跳探測(cè)問(wèn)題，深入分析三頻偽距相位組合周跳探測(cè)方法和三頻無(wú)幾何相位組合周跳探測(cè)方法，采用北斗三頻實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明這兩種方法都存在不敏感周跳，無(wú)法單獨(dú)應(yīng)用于三頻數(shù)據(jù)的周跳探測(cè)中。因此，在周跳探測(cè)中需要根據(jù)不敏感周跳的特點(diǎn)，聯(lián)合多種方法進(jìn)行周跳探測(cè)。
　　（3）為實(shí)現(xiàn)在電離層活躍期對(duì)北斗三頻觀測(cè)值的周跳探測(cè)，在分析北斗三頻觀

3、測(cè)值特性的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)并提出一種北斗三頻無(wú)幾何無(wú)電離層組合周跳探測(cè)方法。針對(duì)該方法存在的缺點(diǎn)，結(jié)合二次歷元間差分的無(wú)幾何相位組合法，對(duì)北斗三頻觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行周跳探測(cè)。并利用電離層高度活躍時(shí)期的觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)該方法進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法可以在高電離層影響下探測(cè)所有周跳，并可用于北斗三頻實(shí)時(shí)導(dǎo)航定位中的周跳處理。
　?。?）推導(dǎo)了混合整數(shù)模型最小二乘模糊度解算過(guò)程。分析了TCAR法Geometry-free模型在短基線模糊度解算中的

4、應(yīng)用，并利用不同長(zhǎng)度的短基線驗(yàn)證Geometry-free模型模糊度的解算效果，結(jié)果表明，隨著基線長(zhǎng)度的增加，受電離層、對(duì)流層誤差的影響，模糊度波動(dòng)范圍越來(lái)越大，無(wú)法通過(guò)取整直接固定模糊度。
　?。?）針對(duì)長(zhǎng)基線中模糊度固定困難的問(wèn)題，分析了影響長(zhǎng)基線模糊度固定的因素，研究了TCAR法中的Geometry-based模型模糊度解算理論，提出采用多歷元平滑的方法進(jìn)行模糊度固定。采用模糊度固定的寬巷和超寬組合觀測(cè)值形成一個(gè)無(wú)電離層的組

5、合觀測(cè)值去固定窄巷模糊度，結(jié)合北斗三頻長(zhǎng)基線數(shù)據(jù)對(duì)該方法進(jìn)行驗(yàn)證，定位結(jié)果表明，當(dāng)窄巷模糊度被固定以后其定位精度可以達(dá)到厘米級(jí)。
　?。?）將北斗三頻相對(duì)定位技術(shù)應(yīng)用到滑坡監(jiān)測(cè)中，通過(guò)形變監(jiān)測(cè)平臺(tái)模擬滑坡變形過(guò)程，用不同長(zhǎng)度（30m，60km和110km）的BDS基線對(duì)形變過(guò)程進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著基線長(zhǎng)度的增長(zhǎng)，其監(jiān)測(cè)誤差越來(lái)越大。最后通過(guò)滑坡實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證，并與高精度全站儀監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析對(duì)比，結(jié)果表明北斗三頻相對(duì)定位技