论文部分内容阅读
精密单点定位是指使用一台双频GNSS接收机的伪距和载波相位观测量,利用IGS等组织提供的精密星历和精密钟差产品,基于误差改正策略消除或减弱大部分误差,采用参数估计方法获取单站绝对定位的高精度定位技术。自从精密单点定位技术提出以来,对该技术的大量研究都是基于对GNSS原始观测值组合的消电离层组合模型。虽然消电离层组合能够消除电离层延迟一阶项的影响,但是也造成了观测误差和多路径效应误差放大,无法得到大气中的电离层延迟项。然而,基于GNSS原始观测值的非差非组合模型能够弥补上述缺点,同时该模型也带来待估参数增多、与频率相关误差增加等问题。当接收机观测条件不好时,使用单系统进行解算定位,可能出现可视卫星数不足和PDOP值较大的问题,而双系统组合后可以使用更多的观测数据,能够改善卫星几何机构,提高定位精度和减少收敛时间。随着我国BDS系统的蓬勃发展和美国GPS现代化的提出,给卫星导航领域带来了巨大的发展机遇,BDS/GPS双系统组合精密单点定位是未来一段时间里的发展方向,如何将多系统多频率应用到精密单点定位中是亟需解决的问题。在精密单点定位中,卡尔曼滤波法是常用的参数估计方法。由于在数据预处理、误差模型改正等阶段无法完全消除观测值异常误差,另外,常用的动力学模型无法准确描述载体的运动状态,故使用卡尔曼滤波法进行精密单点定位解算时,会导致滤波解算结果不稳定、解算精度不高和收敛时间较长等问题。因此,进行参数估计时,需要采取顾及观测模型误差和动态模型误差的解算模式。针对上述提及的三方面问题,本文在精密单点定位中选取了非差非组合模型,研究了非差非组合模型的观测方程,给出了相应的随机模型,并对该模型进行了线性化处理;对原始观测值非组合过程中的误差源进行了分类阐述并给出了相应的改正模型来消除或减弱误差对定位的影响;对卡尔曼滤波法在非差非组合模型中的应用进行了详细的推导,并指出应用标准卡尔曼滤波算法时无法顾及观测模型误差和动态模型误差,基于此,构建了非差非组合精密单点定位中的抗差自适应卡尔曼滤波算法。最后,对MGEX跟踪站站点的观测数据进行动、静态模式下的实验,通过和卡尔曼滤波法对比,验证构建的抗差自适应卡尔曼滤波的定位解算效果。实验结果表明,在非差非组合精密单点定位中,无论是静态PPP过程还是动态PPP过程,使用抗差自适应卡尔曼滤波解算后在定位精度和收敛时间方面均优于卡尔曼滤波的滤波效果。