基于非差观测模型的BDS/GPS长基线RTK定位算法研究

作     者：李壮 

作者单位：辽宁工程技术大学 

学位级别：硕士

导师姓名：祝会忠

授予年度：2023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] 080401[工学-精密仪器及机械] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0804[工学-仪器科学与技术] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：BDS/GPS 大气延迟误差 非差观测模型 长距离基线 高精度定位 

摘      要：北斗卫星导航系统(Bei Dou Navigation Satellite System,BDS)目前已建成了全球导航定位系统,全球定位系统(Global Positioning System,GPS)是目前最成熟、应用最广泛的全球卫星导航系统。高精度实时动态定位是BDS/GPS高精度实时动态定位领域的研究热点。本文针对BDS/GPS长基线大气延迟误差对精度造成的影响,推导出了附加大气延迟约束的非差RTK定位模型,深入研究了长基线RTK的核心算法。具体内容如下:(1)推导非差误差改正模型;对电离层、对流层延迟误差进行先验误差模型改正,然后对大气延迟误差采用历元间随机游走约束来消除过长基线导致的大气相关性弱带来的影响,使用最小二乘模糊度降相关平差法进行模糊度固定;最后,将固定后的模糊度回带到观测方程中实现位置参数的解算。(2)研究在BDS-3四频、BDS-2/BDS-3组合系统双频、BDS-2三频、GPS双频四种模式下定位性能,分析基线长度对定位精度的影响。结果表明:BDS-3收敛速度相较于BDS-2提升一倍,略优于GPS;在定位精度上,BDS-3相较于BDS-2提升了大约40%,但略低于GPS;BDS-2/BDS-3组合模式收敛速度最快、定位精度最高,相比GPS在天顶(U)方向提升8.3%,与BDS-3相比在U方向提升22.1%;BDS-2+BDS-3组合系统定位性能优于GPS、BDS-2和BDS-3多频定位结果。(3)基于长距离非差RTK算法评估组合定位算法性能。对BDS-3与BDS-2在B1I/B3I的公共频率,BDS-3与GPS在B1C/L1、B2a/L5频率进行紧组合模式的定位性能进行分析。在组合模式定位中,紧组合的收敛时间较松组合快,双系统组合收敛时间优于单系统;松组合与紧组合的定位精度偏差没有明显差异,不同系统间组合,BDS-3+GPS组合的定位结果优于BDS-2+BDS-3组合,在E、N、U三个方向分别有提升了55.5%、35.9%、16.2%。对于高高度角(30°)情况下,收敛时间有所延长;BDS-2+BDS-3紧组合与BDS-3+GPS紧组合定位性能相较于BDS-3单系统在水平方向没有明显区别。该论文有图81幅,表15个,参考文献87篇。