基于自适应卡尔曼滤波的GPS精密单点定位研究

作     者：李兆洋 

作者单位：西南交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：熊永良

授予年度：2017年

学科分类：081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0804[工学-仪器科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：精密单点定位 误差改正 数据预处理 自适应卡尔曼滤波 

摘      要：精密单点定位是指利用IGS等机构提供的高精度轨道和钟差数据,利用单台GNSS接收机所采集的双频伪距和载波相位观测量进行定位解算的高精度绝对定位方法。卡尔曼滤波是精密单点定位普遍采用的解算模式。精密单点定位的解算过程中存在着难点和局限性:第一、周跳探测方法受到观测量类型的限制,数据预处理难度较大。第二、需要考虑众多测量误差然后消除或减弱。第三、整周模糊度的固定难以完成导致收敛速度较慢,定位精度也受到影响。第四、实时精密轨道和钟差文件的实时性难以保证。同时卡尔曼滤波也存在着局限性:在动态精密单点定位中运动模型的噪声可能无法精确模拟或者测量噪声不是正态分布,因此使用卡尔曼滤波进行动态解算结果的精度可能会受到影响。本文采用精密单点定位经典模式,对精密单点定位中的误差项进行减弱或消除;在数据预处理中采用TurboEdit进行周跳探测,并且考虑了钟跳和GPS硬件延迟的影响;采用拉格朗日插值对精密轨道和钟差数据进行加密;在精密单点定位中添加了改进新息序列自适应卡尔曼滤波和自适应抗差卡尔曼滤波两种算法。本文将两种自适应卡尔曼滤波分别与标准卡尔曼滤波进行对比,分析它们能否抑制状态异常和观测异常对定位解算的影响。