【摘 要】
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随着北斗、伽利略等全球导航卫星系统的发射,基于全球卫星导航系统进行高精度导航定位已广泛应用于各领域。在海洋应用中,由于海上通信链路的问题,利用GNSS进行高精度定位和导航仍是一个挑战。DGNSS和RTK都需要在陆地上的基站和海上的移动站之间进行数据通信,而远海数据通信一般都由海洋通信卫星服务商提供,通信成本高,普通的用户无法承担。低成本的北斗短报文服务为陆地基站与海上流动站之间的数据通信提供了另外
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随着北斗、伽利略等全球导航卫星系统的发射,基于全球卫星导航系统进行高精度导航定位已广泛应用于各领域。在海洋应用中,由于海上通信链路的问题,利用GNSS进行高精度定位和导航仍是一个挑战。DGNSS和RTK都需要在陆地上的基站和海上的移动站之间进行数据通信,而远海数据通信一般都由海洋通信卫星服务商提供,通信成本高,普通的用户无法承担。低成本的北斗短报文服务为陆地基站与海上流动站之间的数据通信提供了另外一种选择。但北斗短报文有两个缺点:每个短报文通信长度限制为628比特;通信频度限制为60秒。为了实现基于北斗短报文的远海精密导航与定位,必须克服这两个缺点。以往的研究中,为了克服第一个缺点,提出了各种数据简化措施和方法,有效地减少了数据通信量。但克服第二个缺点的方法为简单地增加设备台数,导致无论是硬件成本还是软件成本,都成比例地增加,依然无法满足普通用户的需求。在本研究中,基于双频GNSS数据,提出了基于单台套短报文设备的精密海上精密导航与定位方法,在保证低成本的同时,解决了远海定位通信受限的问题。本研究通过分析处理无电离层组合数据,采用新的数据简化及编码策略,依托短报文设备传输改正数据,结合空间相对定位和时间相对定位的方法,实现精密远海导航与定位,即先用传统的空间相对定位法获取每分钟一次的精确位置,然后用时间相对定位方法计算其它历元的位置。基于海上浮标观测的试验结果表明,水平方向定位精度达到厘米级,竖直方向通常为10厘米左右。该方法能满足远海航行、潮汐监测和波浪监测等不同海洋应用的要求。
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