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《武汉大学》 2018年
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北斗试验卫星系统服务性能初步分析

周仁宇  
【摘要】:卫星导航系统在日常生活和生产中得到了广泛的应用。因此,需要对卫星导航系统相应的数据质量和服务性能等做出客观恰当的评估和分析,保证系统服务的精度和可靠性。中国从2017开始正式开始建设北斗三代全球卫星导航系统,在此之前,组建了北斗试验卫星系统,播发全新的全球导航信号,用以验证北斗全球系统相应的技术体制。所以对北斗试验卫星系统的数据质量进行分析,可以初步了解北斗全球系统的性能指标,评估北斗全球系统的定位服务性能。同时,北斗试验卫星系统也验证了一些在北斗全球系统中采用的新用户算法,实现并评估这些新的用户算法也是系统性能评估的重要内容。论文基于上述原因,对北斗试验卫星系统实测数据的质量进行了初步分析,针对北斗试验卫星系统可能存在的一些系统误差,进行了重点试验和分析研究。此外,论文还实现了北斗全球系统新的改正模型和用户算法,并且对这些模型和算法的精度和可用性进行了初步评估和测试。下面是论文研究的主要内容。1.论文阐述了用于评估北斗试验卫星系统数据质量的方法。2.论文基于大量北斗试验卫星系统实际观测数据,分析了北斗全球系统信号的基本性能,包括卫星可见性、噪声水平、信噪比变化和多路径特性。尤其是多路径特性,论文进行了重点分析,通过长时间地面全向天线数据分析了 B1I、B3I、B1C、B2a和B2b频点多路径特性,进一步通过大口径抛物面天线数据进行了对比分析,发现多路径组合值存在0.1m量级的伪距偏差。3.论文对比分析了北斗系统空间信号误差各部分之间的关系,研究了各个误差分量之间的相关性,然后使用多种方法进行了验证分析,表明北斗系统目前轨道径向误差和钟差之间可能存在负相关的关系,因此计算空间信号精度的公式也需要修正。4.论文实现了北斗全球电离层模型用户算法。然后基于实测数据分析了北斗全球电离层模型精度的空间分布和时间变化,以高精度电离层格网数据和双频实测数据,对比分析了北斗全球电力层模型与GPS系统和北斗二代系统Klobuchar模型的优劣,最后通过伪距单点定位验证了北斗全球电离层模型的性能。5.论文实现了 18参数广播星历的算法。以精密星历作为参考,和16参数广播星历进行了对比分析,验证了其精度,表明18参数星历的精度能够用于用户导航定位。6.论文还进行了北斗试验卫星和北斗二代卫星联合定位试验。在加入北斗试验卫星之后能够有效增加北斗系统的可见卫星数,降低PODP值,提高定位服务的稳定性和可靠性。联合定位精度和北斗二代定位精度相当,是因为北斗试验卫星和二代卫星伪距残差有一定的偏差存在。
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TN967.1

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【参考文献】
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