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GPS动态定位的理论研究

王仁谦  
【摘要】:本论文针对GPS高精度动态定位的现状和存在的问题,系统地研究了高精度GPS动态定位的理论和方法,围绕利用先验信息改善整周模糊度的解算方法进行系统的研究。 对于GPS实时动态测量来说,模糊度解算总是比较困难,长基线的情况就更为突出。整周模糊度的解算以及周跳的探测与修复问题是GPS高精度动态定位的关键问题。本研究包括七部分: 第一部分综述 第二部分分析GPS观测量中各种误差源的特点及应采取的措施。 第三部分提出了用几何制约法来改善模糊度解算的方法,对方法的原理,几何制约值和模糊度搜索空间之间的关系也进行了描述。最后得出了一种确定几何制约值的方法。 第四部分主要阐述的是伪观测值法。提出了一种利用先验信息作为伪观测值来进行平差的简单算法,详细研究了伪观测值对改善模糊度搜索技术的作用。研究结果表明:伪观测值不但可以增强残差检验,而且可以改变搜索空间的结构。在讨论了伪观测值法的可靠性之后,又提出了一种给伪观测值定权的方法。最后通过野外试验证明了所提方法的有效性, 第五部分研究了贝叶斯方法在GPS定位中的应用。首先分析了不 博士学位论文摘要 等式限制条件下的最小二乘平差的传统解法。然后提出了不等式限制 条件下的最小二乘平差的基于一致先验信息的贝叶斯解法。结果显示 不等式限制条件下的最小二乘平差的传统解实际上是基于后验分布 模式下的贝叶斯解,而且从方差最小的意义上来讲它不是最优解。在 大多数情况下,基于后验分布的贝叶斯解会优于传统解。最后讨论了 如何把不等式限制条件下的最小二乘平差的贝叶斯解法应用于GPS 定位的有关问题。四个野外实验结果显示当有高程先验信息时,应用 不等式限制条件下的最小二乘平差,贝叶斯解法能显著改善GPS模 糊度解算。 第六部分分析两种载波相位观测值的关系,研究利用双频载波相 位观测值结合C/A码快速解算整周模糊度的方法。 第七部分研究利用两种载波,相邻相位观测值求双差来探测与修 复周跳的方法。并通过试验证实该方法的可靠性。


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