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载体加速度的高精度估计是航空重力测量的关键技术之一,其测量精度直接影响到重力信号的提取,是航空重力测量精度和分辨率进一步提高的主要限制之一。利用GNSS进行载体加速度测量已成为研究热点,目前,基于单基准站差分GNSS的高精度加速度估计已成功应用于航空重力测量中,但研究表明该方法在测量基线较长时,随着差分残余误差的增大,估计精度降低;且该方法在作业时需要临近基准站的配合观测,在难以搭建基准站的区域应用受限。基于以上局限性,本文展开了基于精密单点定位和卫星导航连续运行参考站的载体加速度估计方法研究,并将加速度估计拓展到实时应用领域。 基于以上思路,论文的主要研究内容和创新工作如下: 1、分析了卫星轨道误差和卫星钟差对精密单点加速度测量的影响,指出卫星轨道误差对加速度精度的影响可忽略不计,但卫星钟差影响较大。对于事后应用,可通过选择采样间隔不大于30s的精密钟差产品来抑制该误差;对于实时应用,则只能采用卫星钟差估计方法。 2、系统阐述了精密卫星钟差估计的相关理论,推导了钟差估计的数学模型。利用实测数据研究了测站几何构型对钟差估计结果的影响,表明测站数目增加时,钟差估计结果的稳定性更好。当采用五个测站时,事后和实时钟差估计精度均不超过0.1ns,只是估计结果存在系统性偏差。但理论和实验均证明,该偏差不会影响非差定位精度。且实验表明基于估计卫星钟差的实时位置、速度和加速度确定精度明显优于基于IGU超快速预报钟差产品的确定精度。 3、提出了基于参考站网的实时单点加速度测量方法,推导了基于参考站网的载体速度和加速度解算模型。利用 IGS跟踪站实测数据进行了验证,表明该方法对参考站范围限制较小,距离移动站上千公里的参考站是可用的。在事后应用中,为难以搭建临近基准站的区域的重力测量提供了一个很好的思路;在实时应用中,可以避免采用精度较低的IGU超快速预报钟差产品,从而获得更好的加速度估计精度。