21025.第二代導航衛(wèi)星系統(tǒng)多頻數(shù)據(jù)處理理論及應用

1、武漢大學博士學位論文第二代導航衛(wèi)星系統(tǒng)多頻數(shù)據(jù)處理理論及應用姓名：伍岳申請學位級別：博士專業(yè)：大地測量學與測量工程指導教師：徐紹銓王澤民200504015利用多頻數(shù)據(jù)對周跳及粗差探測和修復的研究由于鐘差、大氣折射誤差的隨機變化較大，以及采樣率問隔等因素，用非差相位觀測值序列很難探測和修復小周跳。為此，如何快速、準確地修復原始觀測數(shù)據(jù)中的周跳和粗差是傳統(tǒng)導航定位中的一個難題。本文將多頻組合觀測值的一些組合特性應用到原始觀測值周跳及粗差的探

2、測和修復中，利用模擬的數(shù)據(jù)對其進行了研究，并對不同采樣率下各種方法探測周跳的能力進行了大量實例驗算。結(jié)果表明在大采樣率情況下利用多頻的某些組臺可以單歷元完全修復任何周跳；對于粗差，利用某些組合可以探測出大于02周的任何粗差，部分可以在單歷元情況下加以修復。6對多頻觀測值數(shù)據(jù)的數(shù)值模擬研究由于目前還沒有多頻觀測數(shù)據(jù)，為此在驗證各種多頻求解模糊度方法之前必須對其進行數(shù)值模擬。本文利用在實際導航定位觀測中偽距及載波相位觀測值所含的多種誤差(如

3、大氣折射誤差、衛(wèi)星及接收機鐘差、多路徑效應及隨機噪聲等)在各頻率間的相關性(如電離層誤差與頻率相關，對流層誤差、衛(wèi)星及接收機鐘差在各頻率間同歷元相等)和獨立性(如多路徑效應、隨機噪聲等)，對GPS現(xiàn)代化中L5非差觀測值進行了數(shù)值模擬；通過各種觀測誤差的模型，模擬了L5雙差觀測值。通過矩陣變換法，對非差和雙差數(shù)據(jù)進行了模糊度的解算，并與Bemese、TGO等軟件的解算結(jié)果進行了比較，結(jié)果表明所研究的模擬方法是可靠可行的。7不同基線距離的多

4、頻組合觀測值快速求解整周模糊度算法研究針對傳統(tǒng)的GPS雙頻觀測值對快速解算模糊度的不足，在多頻組合觀測值理論基礎上，利用長波長組合對單歷元確定模糊度的算法進行了理論上的推導及實例驗算。本文重點對矩陣變換法和TCAR／MCAR方法進行了研究。針對現(xiàn)行TCAR／MCAR方法中假設條件比較理想、所用組合觀測值較少(只涉及了常見的幾種頻率間兩兩組合)等缺陷，在多頻組合理論的基礎上，對其它組合配對的情況進行了深入地研究；并對現(xiàn)有的TCAR／MCA

5、R方法進行了擴充，深入地研究了加上所有觀測誤差對模糊度解算成功率的影響，并對所研究的方法進行了大量的算例和比較。此外，考慮到長距離情況下電離層誤差是模糊度解算的主要障礙，利用多頻觀測值對電離層誤差進行了改正嘗試。以上所有分析結(jié)果表明，對小于10krn的基線，可單歷元確定每個頻率上的整周模糊度，達到實時導航定位的目的；對于中等基線，可通過一系列具有長波長、弱電離層、低噪聲等良好特性的組合觀測值與觀測噪聲之間的“層疊”關系柬直接解算模糊度該

6、方法無需復雜的模糊度搜索，能獲得較高的成功率；對于長基線，可以利用TCAR／MCAR方法求出一些弱電離層、長波長的組合觀測值，結(jié)合這些組合與無電離層組合的關系進而達到快速導航定位的目的。8多頻數(shù)據(jù)處理綜合軟件的研制在多頻數(shù)據(jù)處理理論推導、算法研究等工作基礎上編制了多頻數(shù)據(jù)處理綜合軟件。該軟件包括數(shù)據(jù)模擬模塊、數(shù)據(jù)預處理模塊及基線解算模塊，已達到了模擬觀測數(shù)據(jù)、原始觀測值周跳及粗差探測和基線處理的綜合統(tǒng)一，為后續(xù)的深入研究提供了技術(shù)平臺。