GNSS PPP模糊度固定方法研究

作     者：李江伟 

作者单位：西安科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：姚顽强;贾小林

授予年度：2021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：PPP 多GNSS 模糊度固定 小数周偏差 历元固定率 收敛速度 

摘      要：精密单点定位（Precise Point Positioning,PPP）是当今GNSS定位技术发展的热点,它由上世纪九十年代逐渐发展起来,具有适用性强,灵活性高,作业条件简单等优点。精密单点定位受基站和观测网络限制,通过单台接收机即可完成作业,应用范围广阔,但这也造成了模糊度固定困难的问题,因此大量学者将PPP的研究聚焦在了模糊度固定上。随着各国GNSS的发展,多GNSS融合也受到越来越多的学者关注,利用多GNSS融合提供的更为丰富的观测量,可以极大程度上提高平差的冗余度,对于加速PPP定位收敛,提升模糊度的固定率和固定速度都有积极意义。本文针对PPP模糊度固定问题进行了如下研究工作:（1）针对相位偏差改正理论和小数周偏差改正算法展开了介绍,包括误差结构、小数周偏差估计理论和算法等,并分析评价了本文生成的改正数的稳定性与可用性。实验表明,在15天的尺度范围内,除部分BDS-2的GEO卫星外,各GNSS卫星的宽巷小数周偏差均有较为稳定的表现,窄巷小数周偏差随时间的变化量也较为稳定。（2）梳理了模糊度固定的基本理论和算法,针对模糊度可靠性检验和不完全模糊度算法进行了讨论,并基于相应算法模型在开源软件包上实现了 PPP模糊度固定解。此外,还对固定解的固定速度、收敛性、历元固定率和定位精度进行了评估,实验表明,利用小数周偏差产品改正相位偏差并使用不完全模糊度固定算法后,GPS模糊度历元固定率可达80%以上,收敛速度综合提升26.07%,最终定位精度综合提升19.15%。（3）针对BDS-2星座的特殊性提出了相应的误差处理策略,并就多GNSS融合的关键问题——系统间偏差和模糊度融合策略展开了研究,确立了以随机游走模型和系统内单差为基础的多GNSSPPP固定解处理策略。实验表明,多GNSS较单GNSS定位性能提升明显,平均固定所需时间缩短为28.42min,平均历元固定率达88.42%,平均三维位置精度可达1.087cm。