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作为新一代卫星导航与定位系统,GPS以其全球性、实时性、全天候连续、快速、高精度的导航、定位功能,为确定目标的地理位置和空间轨迹带来了一场革命。GPS载波相位相对定位技术由于其高精度的定位能力,已成为主要的研究方向。
GPS的载波相位测量定位的关键问题是如何确定整周模糊度和周跳的探测和修复。本文对此问题展开研究,提出了求解整周模糊度和探测和修复周跳的方法。
本文首先对GPS载波相位定位的数学模型作了详细的阐述,并且对于各种影响相对定位精度的因素进行了分析
然后,本文针对GPS载波相位快速精准相对定位技术的两个核心问题:整周模糊度的求解和周跳的检测与修复进行研究。分析了整周模糊度求解的基本原理,建立了整周模糊度求解的完整理论。在此基础上,提出基于模糊度空间变换的整周模糊度求解算法:RLAMBDA算法,对缩减过程进行改进,分别提出了选主元法、贪心选择法和惰性法,同时对搜索过程也进行了改进,提出了收缩法。
再次,研究了周跳检测与修复的原理,并且基于载波相位三差观测方程进行了周跳检测与修复算法的研究。
最后,仿真结果表明RLAMBDA算法可以提高原有算法的效率,在高维时,时间缩短了近20倍。仿真结果验证了基于三差观测方程的周跳检测与修复算法,即使只存在一周的周跳,算法也可以准确地检测并修复。通过仿真结果,表明利用RLAMBDA算法在基线长度为1.5km左右的情况下,2分钟内相对定位精度可以达到6cm。