GNSS廣域差分定位及增強(qiáng)技術(shù)研究.pdf

1、廣域?qū)崟r(shí)高精度一直是GNSS導(dǎo)航領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)，廣域差分定位技術(shù)不僅完全滿足了廣域和實(shí)時(shí)性這兩項(xiàng)性能指標(biāo)，而且可以使接收機(jī)的定位精度達(dá)到1～2m。不過(guò)米級(jí)的定位精度顯然還不能稱之為高精度，考慮到廣域差分定位技術(shù)精度略有不足的缺點(diǎn)，本文緊緊圍繞提高廣域差分定位精度這一主題，針對(duì)廣域差分定位的技術(shù)特點(diǎn)，首先對(duì)目前廣域差分定位技術(shù)中兩方面問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的研究與分析:一方面，到底何種導(dǎo)航定位算法較適用于廣域差分定位;另一方面，如何突破偽距

2、觀測(cè)量精度較低這一制約定位精度的根本性因素。其次，廣域差分系統(tǒng)的增強(qiáng)不僅僅體現(xiàn)在對(duì)定位精度的增強(qiáng)，更重要的是對(duì)用戶安全的增強(qiáng)，因此本文還對(duì)基于廣域差分系統(tǒng)的接收機(jī)自主完好性監(jiān)測(cè)進(jìn)行了一定程度的研究。最后，根據(jù)工程實(shí)踐的需要，本文設(shè)計(jì)并完成了實(shí)時(shí)/事后定位處理軟件系統(tǒng)。綜合以上內(nèi)容，本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)廣域差分定位區(qū)別于傳統(tǒng)單點(diǎn)定位的地方在于它對(duì)誤差修正的更加徹底，各類(lèi)誤差修正后的殘余量大小將對(duì)定位精度產(chǎn)生直接的影響

3、。本文對(duì)廣域差分定位中誤差源的處理方法進(jìn)行了詳細(xì)的研究，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了誤差處理方法的有效性。
　　(2)測(cè)量值的質(zhì)量和定位算法的性能直接影響用戶定位的精度水平，本文首先針對(duì)偽距觀測(cè)值精度較低這一問(wèn)題，結(jié)合廣域差分系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出并研究了一種基于廣域差分載波相位平滑偽距方法;其次，綜合考慮算法的性能和可靠性，找到一種較為合適的基于廣域差分的導(dǎo)航定位算法，本文對(duì)多種參數(shù)估計(jì)方法進(jìn)行了研究，并結(jié)合算例論證了各種算法的實(shí)際性能。

4、　　(3)為了突破偽距觀測(cè)值精度較低對(duì)定位精度的制約，本文引入了載波相位觀測(cè)量以彌補(bǔ)偽距觀測(cè)量的不足。本文首先提出了一種基于單頻載波相位輔助的廣域差分定位算法，對(duì)函數(shù)模型以及隨機(jī)模型進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并結(jié)合算例驗(yàn)證了方法的有效性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，引入載波相位后，靜態(tài)定位精度達(dá)到了分米級(jí)，動(dòng)態(tài)定位精度達(dá)到了亞米級(jí)。同時(shí)本文還對(duì)基于雙頻載波相位輔助的定位算法進(jìn)行了一定程度的研究，測(cè)試結(jié)果表明，雙頻非組合模型的定位精度高于單頻模型。
　　

5、(4)廣域差分系統(tǒng)的增強(qiáng)特性主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一方面這種差分技術(shù)提高了用戶的定位精度，是一種對(duì)定位性能的增強(qiáng);另一方面，系統(tǒng)提供的完好性信息是對(duì)用戶安全方面的增強(qiáng)，這種增強(qiáng)技術(shù)對(duì)航空用戶顯得尤為重要。為了完善廣域差分定位及增強(qiáng)技術(shù)的理論體系，本文對(duì)基于廣域差分系統(tǒng)的接收機(jī)自主完好性監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行了一定程度的研究。詳細(xì)研究了“快照”監(jiān)測(cè)算法、廣域差分系統(tǒng)可用性算法以及故障檢測(cè)技術(shù)，并通過(guò)仿真進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　(5)為了滿足實(shí)際工程的