BDS/GNSS精密实时动态相对定位方法研究

作     者：邱立杰 

作者单位：中国石油大学(华东) 

学位级别：硕士

导师姓名：樊彦国;贺凯飞;于志路

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：BDS GNSS多系统组合 动态相对定位 周跳探测 卫星轨道插值 Helmert方差分量估计 

摘      要：随着全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的完善和发展,导航定位服务的应用领域不断拓宽。然而,在恶劣的观测环境中或者载体处于运动状态下,仅依靠单一GNSS难以获取高精度、高可靠性的定位结果。GNSS多系统融合已成为实现精密动态相对定位的有效途径。因此,本文首先建立了BDS动态相对定位模型,在此基础上,研究了BDS/GNSS融合的精密实时定位方法,编写BDS/GNSS动态相对定位软件,并通过实测数据验证了软件的可用性。论文的主要工作与研究内容如下:1.针对采用双频定位过程中的周跳探测问题,对单频数据探测的载波相位变化率法进行了改进。通过观测值变化率的组合实现对双频数据的同时探测,减少了计算量,并结合电离层残差法,在实测双频数据的应用中取得了较好的效果。***星座中包含三种类型的卫星,根据其星座结构特点,探究了利用精密星历插值不同轨道类型卫星坐标的精度问题,分别给出了满足BDS卫星坐标内插精度需求的拉格朗日插值法与切比雪夫多项式法的最低阶数。3.为解决运动载体可视卫星数少和定位结果不稳定的问题,研究了BDS/GPS组合相对定位模型。首先对GNSS坐标系统与时间系统进行介绍,给出了不同系统时空坐标系的转换关系;然后研究了验后定权中的Helmert方差分量估计法,该方法可以弥补验前定权方法不能有效区分各系统观测数据质量差异的不足。经实验验证,多系统组合定位精度高于任何单一系统,Helmert方差分量估计法进一步提升了多系统组合定位结果的精度和可靠性。4.基于FORTRAN语言编写用于BDS/GNSS动态相对定位解算的软件,实现了论文中提到的一些算法,并介绍了其数据处理流程。开展相关实验对软件的可用性和可靠性进行验证,通过单系统或多系统组合解算结果的对比分析,表明了在静态应用和动态应用中BDS/GNSS均能获得较高的定位结果,实现了精密动态定位。