论文部分内容阅读
基于载波相位的高精度定位是卫星导航技术发展的一个重要方向。当前北斗区域系统已投入运行,深入发展基于北斗区域系统的高精度定位技术具有现实的重要意义。目前已有的载波相位高精度定位理论和方法都是基于GPS系统提出的,在应用于北斗系统时未考虑其特殊性。北斗区别于其他GNSS系统的特殊性主要表现在两个方面:一是北斗系统的星座组成是GEO+IGSO+MEO,与GPS单纯的MEO星座有很大不同;二是北斗系统同时具有RNSS和RDSS两种服务类型,提供了L波段三频和S波段单频的频率资源。这些特性都使得原有的载波相位高精度定位理论和方法有了新的创新空间。 本文充分利用我国北斗区域定位系统的特点,开展了北斗系统载波相位高精度定位技术研究。论文的主要工作如下: (1)针对北斗系统特点的高精度定位理论研究。一是针对北斗系统的星座特点开展理论研究,利用北斗GEO卫星轨道三维几何构型不好,但东西向几何构型较好的特点得出北斗GEO卫星的三维转二维降维解算理论。二是北斗RNSS与RDSS有效组合利用方法研究。针对RNSS+RDSS频率资源特点,开展最佳频率组合研究,设计用于北斗中长基线下整周模糊度解算技术的最佳超宽巷、宽巷和窄巷频率组合。 (2)基于北斗降维理论的单历元模糊度解算方法。基于北斗GEO卫星降维解算理论,在位置域和模糊度域研究通过降维处理解算整周模糊度的新方法。在位置域,利用降维算法将原有的三维搜索变成了二维乘一维搜索,极大的减少了计算量;在模糊度域,利用GEO卫星的降维解算理论解算基线向量候选值,再利用模糊度函数法对候选值进行判决得到最优基线向量进而解算模糊度,不仅减少了计算量,而且克服了原有模糊度域算法的病态性。最后利用实际数据对算法进行了验证。 (3)基于RNSS与RDSS组合的中长基线下模糊度解算方法。针对中长基线下模糊度解算时受电离层影响较大,传统模糊度解算方法由于没有性能优良的宽巷组合导致窄巷和基础载波模糊度解算所需时间长的问题,利用RDSS提供的S频段测量量与L频段测量量一起形成的虚拟观测量,先解算GEO卫星的窄巷模糊度,再利用已解算模糊度的GEO卫星观测量辅助非GEO卫星的窄巷模糊度求解,缩短了模糊度求解的时间,从整体上提高了模糊度解算的效率,并利用仿真数据验证了算法的有效性。 本文的研究成果对发展北斗高精度应用具有参考和借鉴作用。