PCV改正对北斗高精度基线解的影响研究

【摘要】：卫星导航系统在民用和军用中均发展迅速,在不同的科学技术领域起到了极其重要的作用,尤其我国北斗导航产业的发展飞速,在性能上逐渐赶超其他三大导航系统,甚至已经超越。高精度基线解算对于地球动力学,海洋大地测量学,资源勘探,航空与卫星遥感精密工程测量,变形监测,城市控制测量等很多领域都有着重要的研究意义。为了得到更高精度的基线解,导航定位系统的误差源分析是必不可少的,其中天线相位中心变化(PCV)作为很重要的一项往往会对基线解造成厘米甚至分米级别的误差。本文根据国家自然科学基金《一机多天线高精度北斗／GPS定位模型和关键技术研究》及上海市科委科技创新行动计划项目《GPS／北斗时钟同步一机多天线接收机的研发与示范应用》的要求,展开了以下的研究工作：首先研究时钟同步一机双天线概念,并依据此理论建立了一种新的北斗单差基线解模型。在解算过程中运用广义约束定理对载波相位的整周模糊度进行固定,运用MHM模型对静态多路径效应进行分析,然后用卡尔曼滤波算法计算基线解的值。提升了基线解收敛速度的同时发现基线解精度仍然有误差,由此引出了PCV对基线解影响的概念。随后研究了PCV的几种测量方法,并根据时钟同步一机双天线的理论建立一种新的野外绝对PCV测量模型。相比于之前的双差和三差测量模型,简化了解算过程,也节省了用机械臂等高价值仪器的成本,但是在精度上任然能够做到高度角和方位角相关情况下毫米级别。最后本文研究了影响PCV测量精度的两个因素,以及PCV改正对于不同北斗卫星星座和不同环境下基线解的影响。均得到基线解误差值降低了10%-15%的结果。证明了PCV测量模型的准确性以及PCV对于高精度基线解的重要影响。