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GNSS(Global Navigation Satellite System)网络RTK(Real Time Kinematic)定位技术是近年来卫星导航定位领域的热门技术,该技术能够为移动终端用户提供实时、动态厘米级高精度定位服务,已成为测绘、国土资源调查等行业的主要技术手段。而对于网络RTK技术,快速准确解算参考站间整周模糊度是保证终端用户定位实时性、可靠性及有效性的核心关键技术之一。随着网络RTK的规模化、GNSS现代化快速发展,基于网络RTK的模糊度解算,特别是长基线、多频多模模糊度快速解算及质量控制成为了GNSS网络差分定位新的技术问题。鉴于此,本论文针对该问题进行了研究,主要内容及成果包括以下五方面:
研究了基于电离层权重法的双频模糊度解算方法。提出通过相位平滑伪距构造电离层伪观测量,建立了基于电离层权重的自适应卡尔曼滤波模型,实例分析表明该方法受电离层伪观测量精度影响,多适用于高仰角卫星模糊度解算。
改进了基于线性组合法的双频模糊度解算方法。利用本文提出的改进二次Hatch滤波平滑窄巷码伪距观测量,采用MW组合法实现了长基线宽巷模糊度快速准确解算;进而通过合理的观测值定权及天顶对流层延迟参数设置,提出了基于高、低仰角卫星模糊度分部解算的低仰角卫星模糊度快速解算策略,算例表明该方法缩短了所有卫星模糊度整体准确固定近2/3的时间。
提出了一种网络RTK三频模糊度单历元解算方法。研究了GPS第三频率L5非差及双差观测量的模拟方法,进而根据模糊度解算中每一步骤的不同特点,分别给出了超宽巷模糊度解算、电离层残差估计以及窄巷模糊度解算的最优观测量组合,形成了一种改进的三频模糊度解算方法,实现了长基线网络RTK三频模糊度单历元解算。
研究了基于数理统计和网络RTK特性的模糊度质量检验方法。基于模糊度成功率检验理论,分析了Ratio检验法的概率特性,并成功推导了模糊度失败率与Ratio检验阈值间的函数关系,从而改进了基于模糊度失败率的Ratio检验方法;通过实验分析,给出了利用参考站已知坐标检验模糊度准确性的指标阈值。
成果验证与工程应用实践。阐述了团队自主研发的网络RTK综合服务系统的结构及工作流程,并将本文研究的相关成果运用于系统中,提高了系统长基线数据解算能力,测试表明,系统的各项指标满足国家规定要求。