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基于测码伪距的高动态高精度卫星导航事后处理技术研究

苏焕荣  
【摘要】:近年来,GPS导航系统在各个领域的应用日益广泛,随着我国航空航天事业的飞速发展,尤其临近空间特有的战略意义日益凸显,研究高动态高精度GPS导航定位技术对在临近空间的应用具有非常重要的意义和价值。为了确定飞行器导航系统的精度,分析其飞行性能,需要在事后使用卫星观测数据对飞行航迹进行高精度测量。论文对单频测码伪距定位中的误差源及误差影响进行了详细的研究,同时,利用飞行器上GPS接收机与基准站相结合的方法与事后处理的方法消除导航定位中的误差影响,为高动态飞行器提供高精度的参考。论文分析了GPS导航定位计算过程中卫星星历和卫星钟差的误差影响,研究了当前减弱GPS卫星星历和卫星钟差插值误差影响的拉格朗日插值、切比雪夫拟合和Thiele型连分式插值方法,在此基础上提出一种滑动式插值方法,并用实际算例通过对比验证了该方法的有效性。针对电离层延迟误差对单频测码伪距定位精度的影响,论文重点研究了电离层延迟误差消除方法,提出选择卫星与飞行器延长线与地面交点处的基准站使用双频载波相位改正法对电离层延迟误差进行消除的方案。同时为使飞行器在导航定位中能选择合适的基准站进行消除误差,论文研究了基准站布局和电离层延迟、卫星高度角及精度因子GDOP的关系,设计了合适的基准站布局方案。论文研究了单频测码伪距定位中的参数估计方法,使用星间差分的方法消除伪距观测方程组中的接收机钟差,并根据卫星高度角、及其与电离层延迟残差的关系推导了权值的计算公式。用动态仿真实验进行了验证,结果表明论文所研究的方案可以为高动态飞行器提供高精度的导航定位参考。


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