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基于扩展ADOP的多系统GNSS快速可靠精密定位方法研究

刘鑫  
【摘要】:全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的实时差分技术具有全天候、全天时、全自动及测站间无需通视等优点,其在建(构)筑物变形监测、滑坡泥石流等地质灾害监测、无人技术发展、动动定位等方面具有广泛的应用前景。上述应用均需高精度、高成功率和可靠的实时快速定位,其关键在于模糊度的快速正确固定。因模糊度精度因子(Ambiguity Dilution of Precision,ADOP)是衡量模糊度固定成功率的标量因子,论文重点基于ADOP理论研究基于多系统GNSS的快速可靠精密定位方法,主要研究内容涵盖模糊度固定成功率理论分析、复杂环境下具有可控成功率的快速精密定位、多系统GNSS模糊度解算的可靠性理论分析及开阔条件下快速可靠精密定位,且主要研究成果如下:(1)针对单历元ADOP公式较复杂,不利于理论分析的弊端,基于ADOP理论,通过定义权的和与权的积之比(Summation-Multiplication Ratio of Weight,SMRW),分析了SMRW性质,推导了单历元扩展ADOP(Extended ADOP,EADOP)公式、多历元E-ADOP均值公式及添加卫星后E-ADOP均值下限公式,形成了E-ADOP理论。基于该理论分析了不同情况下影响模糊度固定成功率的主要因素;在基于GNSS的单频单历元定位成功率方面,多系统优于单系统的主要原因在于前者较多的可见卫星,北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)优于全球定位系统(Global Positioning System,GPS)的主要原因在于BDS中较多的高高度角可见卫星。(2)考虑到目前选星算法无法获得稳定、较高的成功率且随卫星数量增加较为耗时的缺陷,将ADOP因子引入选星算法,提出了基于E-ADOP的自适应截止高度角快速选星算法,其具有较高的ADOP可控成功率且适用于不同复杂观测条件。在该算法中,研究了移除低或高高度角卫星对ADOP的影响,证明了少量高高度角卫星可获得高成功率;确定了快速选取卫星子集的阈值因子及其理论和实际计算公式,并给出了根据给定ADOP快速选取卫星的步骤。结果表明,该算法可实现具有稳定、较高成功率的快速定位,且具有较高平面定位精度。(3)单频单系统GNSS定位、基于多系统GNSS的选星算法和部分模糊度解算(Partial Ambiguity Resolution,PAR)算法虽均可实现快速定位,但由于其理论基础不同,上述算法的可靠性尚需充分的理论分析和实验验证。推导了添加基于卫星的观测量前后基线和原模糊度向量浮点解精度的严密变化公式;推导了添加观测量前后原模糊度及整体模糊度向量的ADOP关系;分析了添加观测量前后原模糊度向量的概率密度函数、整数最小二乘归整域及基于R-ratio检验的整数孔径归整域的变化规律。理论分析和实验结果表明,在模糊度浮点解精度、固定成功率和可靠性方面,基于多系统GNSS的PAR算法为最优算法;实验结果表明,在上述三个方面,基于BDS的单历元单频定位和PAR算法均优于GPS。(4)在多系统GNSS单历元定位中,针对现有PAR算法面临如何快速选取最优模糊度子集以实现高成功率、高精度快速定位的问题,提出了同时顾及定位精度和成功率的基于E-ADOP和凸包选星的PAR算法。在该算法中,分析了ADOP作为阈值因子在模糊度降相关前选取模糊度子集的可行性;提出了基于凸包选星的模糊度选择法,即基于凸包的等分旋转法和多边形最小内切圆最大半径法,以快速选取与均匀分布的低高度角卫星对应的所需模糊度;提出了基于EADOP自适应截止高度角选星的模糊度选择法,以根据与低高度角卫星对应的已选模糊度及给定的ADOP值快速选取与高高度角卫星对应的模糊度。结果表明,所提算法在实现高精度、高成功率和可靠的快速定位的同时亦可弥补(2)中算法因所选卫星均为高高度角卫星所导致竖直方向定位精度不高的缺陷。该论文有图80幅,表25个,参考文献193篇。


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8 ;[D];;年
9 ;[D];;年
10 ;[D];;年
11 ;[D];;年
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14 ;[D];;年
15 ;[D];;年
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