單頻GPS精密單點定位算法及模型研究.pdf

1、單點定位技術只需要一臺GPS接收機就能進行定位，不需要建立基站，實施比較方便，全球范圍內(nèi)有統(tǒng)一的定位精度，被廣泛地應用于各種測量領域。單頻GPS精密單點定位是利用GPS衛(wèi)星精密星歷和精密衛(wèi)星鐘差，以單臺單頻GPS接收機采集的觀測數(shù)據(jù)作為主要觀測值來進行單點定位計算，其精度可達到亞米級。由于單頻GPS接收機價格低廉，應用廣泛，單頻精密單點定位技術將是今后GPS研究的主要內(nèi)容。 本文系統(tǒng)地研究了單頻GPS精密單點定位理論，分析了定位

2、中的技術難點，探討了其關鍵技術問題，包括其單頻電離層延遲改正，單頻數(shù)據(jù)周跳的探測與修復，單頻精密單點定位模型的回歸方程及卡爾曼濾波在這個模型中的應用等。本文主要的貢獻有以下幾點： 1、對標準RINEX格式的觀測文件、廣播星歷文件；間隔15分鐘SP3格式的精密星歷文件和間隔5分鐘clk格式的精密衛(wèi)星鐘差文件進行了研究，用切比雪夫多項式求解出觀測時刻衛(wèi)星坐標和衛(wèi)星鐘差，計算結(jié)果表明衛(wèi)星坐標精度達到了毫米級，衛(wèi)星鐘差改正精度達到了亞納

3、秒級，滿足了精密單點定位的要求。 2、研究分析了對流層延遲和接收機鐘差的隨機模型。采用隨機游走過程模擬對流層延遲殘差隨機變化；考慮到接收機鐘差變化大，利用高階多項式模擬其變比較復雜，因此采用一階高斯馬爾可夫過程描述接收機鐘差隨機過程。 3、電離層延遲改正是單頻GPS精密單點定位的一個難題，本文使用引入兩個電離層參數(shù)的模型對電離層延遲進行改正，實驗定位結(jié)果可以看出平面與高程方向精度均很快收斂到了亞米級。 4、提出一

4、種適合單頻GPS精密單點定位的周跳探測與修復方法，即綜合利用載波相位變化率和切比雪夫多項式探測與修復單頻GPS周跳，從實驗結(jié)果可以看出用載波相位變化率探測周跳，能探測2周以上的周跳，對于單頻GPS靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)，該方法都可以快速確定周跳發(fā)生的位置和大小，并能準確的修復周跳。 5、研究了單頻GPS精密單點定位的算法包括單頻精密單點定位的回歸方程及卡爾曼濾波用于單頻精密單點定位，探討卡爾曼濾波的觀測方程和狀態(tài)方程，給出了狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣