北斗三頻模糊度解算方法研究.pdf

1、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正在以自主性、開放性、兼容性和漸進(jìn)性為原則，按照“先實(shí)驗(yàn)、后區(qū)域、再全球”的總體方略，以“三步走”為具體實(shí)施方案穩(wěn)步建設(shè)。作為首個(gè)播發(fā)三頻數(shù)據(jù)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的多頻體制不僅有利于削弱對(duì)流層和電離層延遲等誤差的影響，而且三頻數(shù)據(jù)利于模糊度的快速固定，縮短模糊度固定時(shí)間。研究北斗系統(tǒng)三頻模糊度解算方法，對(duì)提高系統(tǒng)導(dǎo)航定位精度及可靠性，實(shí)時(shí)性有重要作用。本文主要針對(duì)北斗三頻模糊度解算方法進(jìn)行研究，主要內(nèi)容包括L

2、ambda算法相關(guān)研究，三頻組合觀測(cè)值理論研究和三頻模糊度解算方法研究等。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴根據(jù)北斗系統(tǒng)數(shù)據(jù)特征，給出了北斗系統(tǒng)定位的非差觀測(cè)模型、單差觀測(cè)模型和雙差觀測(cè)模型以及相關(guān)誤差改正。⑵研究了Lambda算法的基本原理和解算過程，實(shí)驗(yàn)分析了Lambda算法固定北斗短基線三頻模糊度的過程；針對(duì)模糊度降相關(guān)方法進(jìn)行研究，首先詳細(xì)分析了整數(shù)高斯算法和逆整喬勒斯基算法的降相關(guān)原理，并對(duì)逆整喬勒斯基算法進(jìn)行升序改進(jìn)，提出了

3、升序LDL算法。最后根據(jù)高斯算法降相關(guān)程度低和升序LDL算法迭代次數(shù)過高的缺點(diǎn)，提出一種基于對(duì)角線預(yù)排序的模糊度降相關(guān)算法。應(yīng)用模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行降相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明基于對(duì)角線預(yù)排序的模糊度降相關(guān)算法整體效果優(yōu)于其余兩種算法。⑶針對(duì)三頻組合觀測(cè)值理論進(jìn)行了研究，結(jié)合整數(shù)線性變換的數(shù)學(xué)知識(shí)重點(diǎn)研究了北斗三頻最優(yōu)組合觀測(cè)值的選取。通過計(jì)算分析得出結(jié)論：北斗載波相位組合觀測(cè)值中，具有較長(zhǎng)波長(zhǎng)和較小的電離層延遲誤差的噪聲最優(yōu)的超寬巷、寬巷組合觀測(cè)值的

4、組合系數(shù)之和為0；波長(zhǎng)較短的弱電離層延遲誤差的噪聲最優(yōu)窄巷組合觀測(cè)值的組合系數(shù)之和為1。由于組合系數(shù)之和為0的最優(yōu)組合系數(shù)最多有兩組是線性無關(guān)的，為此增加搜索了波長(zhǎng)較長(zhǎng)，但電離層延遲誤差不是特別小的組合系數(shù)之和非0的組合觀測(cè)值，分析出這類組合觀測(cè)值適合短基線模糊度解算。⑷實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了搜索選取的組合系數(shù)之和為0的最優(yōu)北斗組合觀測(cè)值和組合系數(shù)之和不為0的北斗寬巷組合觀測(cè)值在無幾何模式下解算北斗短基線模糊度的性能。結(jié)果表明：組合系數(shù)之和為0的最

5、優(yōu)組合求得的浮點(diǎn)模糊度精度很高，可直接取整固定；由于雙差模型對(duì)短基線電離層延遲誤差的有效削弱，組合系數(shù)之和不為0的北斗寬巷組合觀測(cè)值亦可應(yīng)用于短基線模糊度解算。⑸研究了無幾何模型下三頻模糊度解算方法：矩陣變換算法和無幾何 CIR算法。對(duì)于矩陣變換算法，根據(jù)預(yù)排序模糊度降相關(guān)算法針對(duì)北斗長(zhǎng)短基線分別求出兩種不同的變換矩陣，應(yīng)用實(shí)測(cè)北斗數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)表明：矩陣變換算法可以實(shí)現(xiàn)北斗短基線模糊度單歷元固定，但是對(duì)于北斗長(zhǎng)基線模糊度，進(jìn)過多歷元平滑仍然