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GNSS跟踪站优化选取算法研究

GNSS跟踪站优化选取算法研究

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作者：杨文龙山东理工大学

学位级别：硕士

随着GNSS技术的不断发展以及卫星地面跟踪站的不断建设与推进,应用GNSS技术进行导航定位领域的相关参数解算成为了当前的研究热点。GNSS地面跟踪站的几何分布、测站稳定性和观测数据质量是影响卫星精密定轨和地球自转参数估计等参数估... 详细信息

随着GNSS技术的不断发展以及卫星地面跟踪站的不断建设与推进,应用GNSS技术进行导航定位领域的相关参数解算成为了当前的研究热点。GNSS地面跟踪站的几何分布、测站稳定性和观测数据质量是影响卫星精密定轨和地球自转参数估计等参数估计的重要因素。随着全球卫星导航系统的日益完善,当前全球范围内GNSS地面跟踪站数目庞大,显然不考虑测站观测几何分布、观测质量等因素利用全部跟踪站生成GNSS服务产品并非最优策略,因此,如何利用现有的地面跟踪站基础设施,通过优化选取测站改善GNSS产品精度和服务的时效性,是当前研究方向的热点。本文围绕GNSS跟踪站解算卫星精密定轨和地球自转参数的精度影响因素进行研究,探究GNSS跟踪站影响参数解算精度的因素,并对跟踪站进行优化选取应用于相关参数解算工作,主要研究内容和创新包括:（1）本文对GNSS跟踪站解算卫星定轨与地球自转参数的原理进行相关介绍,叙述了当前的相关解算方法及各方法的优缺点。（2）针对影响GNSS解算卫星精密定轨和地球自转参数的相关因素进行分析,主要对跟踪站的稳定性和数据质量以及跟踪站几何分布对参数解算精度的影响进行探讨。推导并给出了GNSS卫星精密定轨和地球自转参数的地面跟踪站的最优分布构型。（3）针对当前GNSS跟踪站选取仅以均匀性作为评价指标的情况,综合考虑多种因素对于解算精度的影响,对跟踪站的性能进行综合评价,通过实验建立跟踪站的权函数模型,并构建加权DOP指标对跟踪站组合进行评价,使跟踪站组合的评价标准更为合理。（4）GNSS跟踪站选取策略目前普遍采用格网法为主的确定性方法,然而目前跟踪站数目巨大,可能面对“组合爆炸”现象的发生。引用随机算法（等概率随机算法、格网控制概率随机算法、概率空间进化算法）和智能算法（遗传算法、离散粒子群算法）优化选取GNSS跟踪站,针对传统算法的局限性,改善GNSS产品精度并提升产品的时效性。（5）应用IGS官方发布的跟踪站观测数据进行卫星精密定轨和地球自转参数解算,解算结果同IGS官方发布的精密星历与地球自转参数文件进行比对,验证本文提出的跟踪选取算法的性能,实验结果表明采用本文提出加权DOP指标能更为准确的反映跟踪站组合的性能,优化选站算法与确定性方法相比有显著的效率及准确度的提高。

关键词：最优化参数估计加权DOP 跟踪站选取优化算法

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