GPS/BDS组合动态精密单点定位研究

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精密单点定位不需要参考站,只需要一台接收机就能获得较高的定位精度,由于精密单点定位具有精度高、不受基线长度影响、作业成本低等优点,被广泛运用在导航、定位、工程测量等领域。目前静态精密单点定位的研究已经趋近成熟,动态精密单点定位由于运动过程较复杂,目前的研究阶段还存在不足。传统的单卫星系统定位,无法应付某些复杂的环境(城市与峡谷等),在这些复杂的环境中卫星结构分布较差且可用卫星数相对较少,而卫星导航定位的精度及可靠性与所跟踪的卫星数量有着直接的关系,因此多卫星系统组合定位可以很好的解决这个问题。基于此本文对GPS/BDS组合动态精密单点定位展开了深入的研究,主要研究内容与成果如下:(1)系统的总结了精密单点定位基本原理,其中包括基本观测量、时间空间系统、常见PPP模型、周跳探测。介绍了精密单点定位中卫星端、接收机端、传播路径上的常见误差源以及改正方法。(2)推导了非组合和无电离层组合两种GPS/BDS动态精密单点定位模型,并对比了两种PPP模型在动态定位中的定位性能。结果表明在动态精密单点定位中,无电离层组合模型的收敛性和定位精度略高于非组合模型,但是两种模型都能达到平面优于0.05m,高程优于0.1米的定位精度,两种模型均能保证动态定位的精度要求;同时GPS/BDS组合动态精密单点定位的收敛性和定位精度相比于GPS和BDS单系统有所改善。(3)提出将均方根信息滤波作为参数估计方法运用在GPS/BDS动态精密单点定位中,并与常见的扩展卡尔曼滤波进行对比。结果表面在动态精密单点定位的定位精度、收敛性、计算效率等方面,均方根信息滤波均优于扩展卡尔曼滤波。(4)通过静态模拟动态(不同卫星截止角)、短距离步行、车载城市环境三个实验,评估了复杂环境下GPS/BDS动态精密单点定位的定位性能。结果表面GPS/BDS组合动态精密单点定位相比GPS和BDS单系统,拥有更多的可见卫星数和更好的卫星空间结构;同时GPS/BDS组合系统相比GPS和BDS单系统,在有信号遮挡情况时对定位精度和收敛性的改善要比在无遮挡时的情况更加明显,说明组合系统PPP很适合解决复杂环境下单系统PPP定位精度差的问题。
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