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PPP/INS紧组合研究及实现

高?  
【摘要】:全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite Systems,GNSS)和惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的组合导航已成为移动测量领域用户获得高精度的空间位置、速度和姿态的重要手段。目前,采用GNSS差分定位方式与INS相结合的DGNSS/INS组合导航技术已得到广泛应用。然而,PPP技术则是无需基准站、无距离限制且仅需要单台GNSS接收机即可获取高精度位置信息的一种绝对定位方式。PPP/INS组合导航将更适合应用于大范围的移动测量工作,具有更为广阔的应用前景。本文围绕PPP/INS组合导航展开研究,实现了 PPP/INS紧组合算法并采用高动态的车载实验对PPP/INS紧组合模型进行验证与性能评估。本文的主要工作如下:(1)对地心地固系下的捷联惯性导航算法进行深入的研究,给出了一套符号自洽的地心地固系下的导航方程,并对初始对准技术进行细致研究。(2)对非差PPP进行深入研究,针对PPP的几种数学模型进行了细致的对比分析,并对PPP中的误差源处理模型及参数估计方法进行详细阐述,通过编程设计实现PPP算法。采用全球分布均匀的多组IGS站观测数据和实测的车载高动态实验数据对PPP定位性能进行深入分析,结果表明:静态PPP的定位精度可达厘米级至毫米级,该组车载实验的动态PPP定位精度可达到分米级至厘米级定位精度,获得了较为理想的动态PPP测试结果。(3)对PPP/INS松、紧两种组合模式的差异性进行深入研究分析,并构建出了基于星间单差的PPP/INS紧组合模型,通过编程设计实现了 PPP/INS紧组合算法。同样,采用实测的车载高动态实验数据对PPP/INS紧组合性能进行测试分析,结果表明:在定位精度方面,PPP/INS紧组合测试结果相对于PPP测试结果有一定提高,且更为平滑;同时,PPP/INS紧组合可获得精度较高的载体速度和姿态参数信息,可广泛满足用户需求。


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