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随着全球导航卫星系统(GNSS)的发展,特别是我国北斗第二代卫星导航系统的逐渐完善,多系统卫星组合定位成为了当前研究的热点。将GNSS接收机天线布设成超短基线网来进行相对定位,可实时得到高精度的基线分量。该技术可应用于接收机硬件性能测试和定位算法研究。此外,GNSS超短基线网可以代替复杂昂贵的姿态测量设备应用于高精度姿态测量,具有极大的应用潜力和社会价值。GNSS姿态测量需要解决模糊度的固定和姿态确定两个主要问题,本文围绕上述两个问题进行了系统的研究。主要研究内容和结果概括为以下几个方面:1研究多模GNSS超短基线网相对定位原理和相关算法。其中包括多卫星系统数据融合原理、多模GNSS超短基线网的原理和解算方法、多模观测方程组合解算和姿态解算算法等。2提出了基于先验信息约束的部分CLAMBDA算法。利用GNSS超短基线网的先验信息建立虚拟观测方程,减弱观测方程的病态性,提高整周模糊度固定成功率。通过研究比较LAMBDA算法和基于先验信息约束的CLAMBDA算法,本文提出部分CLAMBDA算法,保证模糊度成功率的基础上提高了模糊度的搜索效率,更适合多系统模糊度的搜索固定。3建立以站间单差为基础的多模GNSS实时滤波和姿态解算模型。将GPS系统、BDS系统和GLONASS系统这三个导航系统进行融合,增加了观测卫星的个数,从而改善观测结构,提高定位精度。提出以站间单差为基础的多模GNSS实时滤波和姿态解算模型,利用之前历元的信息改善了模糊度的搜索空间,提高模糊度固定的成功率,进而提高基线解算的精度。4采用基于方向余弦矩阵约束的MCLAMBDA算法进行载体动态姿态测量。研究GNSS姿态测量的关键问题及相关的算法,使用载波相位和码相位结合的数学模型分别建立以基线参数为基础和以方向余弦矩阵为基础的多模GNSS姿态测量算法,结合方向余弦矩阵约束的MCLAMBDA算法进行模糊度搜索,得到高精度的载体姿态信息。5设计了一套基于MCLAMBDA算法多模GNSS超短基线网相对定位和姿态解算软件。结合上述基线解算和姿态测量算法设计了一套多模GNSS姿态测量软件进行基线解算和姿态测量,并通过布设在海上勘探船的GNSS超短基线网在南海区域采集海上实测数据进行测试。软件测试结果表明,海上环境下,基于MCLAMBDA算法的姿态测量软件在观测条件良好的情况下,模糊度固定成功率高于95%。模糊度固定以后基线解算精度为厘米级,姿态测量精度满足高精度的船体实时姿态测量要求。