GNSS位置域载波平滑伪距技术研究

作     者：骆飞 

作者单位：中国矿业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王潜心;常国宾

授予年度：2019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：GNSS 载波平滑伪距 位置域 有色噪声 连续性 伪定位 

摘      要：GNSS载波平滑伪距是基于伪距和载波相位两种观测量的互补特性,扬长避短,将两者进行有效地结合,从而提高定位精度和可靠性的一种数据处理方法。根据待估计参数的类型,载波平滑伪距技术可分为距离域和位置域两类。不论是距离域亦或是位置域载波平滑伪距技术,都有其优势,但其应用仍存在一定的局限性,相关问题值得进一步的探究和分析。本文的研究内容主要包括:(1)简要介绍GNSS定位原理及载波平滑伪距技术的基本原理,分析了载波平滑伪距的误差影响因素,并介绍了传统位置域载波平滑伪距算法。(2)多频多星座是未来卫星导航系统的发展趋势。基于多频观测推导了双频距离域和位置域载波平滑算法,并考虑载波相位差分观测历元间的相关性,提出了顾及有色噪声影响的双频位置域载波平滑伪距算法。将其与距离域滤波进行对比分析,验证了算法的有效性。(3)实际应用中,由于载波信号容易失锁等问题,本文考虑了载波观测不足的情况,根据递归最小二乘理论,设计了新的载波平滑伪距算法,使其能够适用于任意数量载波观测的情况。新算法能够最大程度地保证滤波正常工作,尽可能地避免滤波中断,使得历史信息连续地传递到当前历元。实验验证了算法在精度和可靠性方面的优越性。(4)在恶劣的城市观测环境,卫星信号易受遮挡,从而造成可见星不足(伪距和载波观测数都少于四),位置域载波平滑伪距算法不能正常工作。针对这一问题,提出了两种解决方案,即基于奇异值分解的伪定位法与位置域-距离域切换法。虽然在卫星数目不足四颗时位置域滤波不能进行定位,但仍然可以通过伪定位或距离域滤波将历史信息传递到当前历元,历史的平滑信息得到最大程度的利用。一旦卫星数目足够时能够迅速地获得较高精度的定位结果。