【摘 要】
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北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System,BDS）是我国着眼于国防、经济、科技等方面的需要自主建设和独立运行的全球卫星导航定位系统。精密单点定位（Precise Point Positioning,PPP）技术以成本低、作业灵活、定位精度高等优点已在导航、测绘和监测等领域得到广泛应用。卫星信号在城市峡谷、高架桥梁、隧道等环境下极易被遮挡或丢失,使得定位
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北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System,BDS）是我国着眼于国防、经济、科技等方面的需要自主建设和独立运行的全球卫星导航定位系统。精密单点定位（Precise Point Positioning,PPP）技术以成本低、作业灵活、定位精度高等优点已在导航、测绘和监测等领域得到广泛应用。卫星信号在城市峡谷、高架桥梁、隧道等环境下极易被遮挡或丢失,使得定位结果出现较大误差或失效。惯性导航系统（Inertial Navigation System,INS）根据自身的陀螺仪和加速度计组价提供载体的位置、速度和姿态信息,具有短时定位精度高、不对外辐射能量、数据更新快、抗干扰能力强等优点,但惯性导航随着导航时间的增加,定位误差将迅速增大。随着人们对载体位置、速度和姿态等信息的精度和可靠性要求的不断提高,单一的导航系统已无法满足用户的需求。卫星导航与惯性导航有着天然的互补优势,将两者组合进行导航避短,充分发挥各自的优点。目前国内外学者对卫星/惯性组合导航的研究结果仍然存在定位不连续问题,本文围绕BDSPPP/INS组合导航开展研究,旨在为用户提供连续高精度的定位结果,论文的主要研究工作和取得的成果如下:（1）从观测方程、参数估计、模糊度、自由度和噪声等方面对消电离层组合模型、UofC模型、非组合三种PPP模型深入分析。对接收机原始观测数据质量和影响定位精度和收敛速度的误差项进行分析处理。软件实现消电离层组合的BDSPPP动态定位模型,静态实验的平均收敛时间为40.5min,机载实验的收敛时间为44.5min;静态实验和动态实验收敛后的定位精度均可达厘米级。（2）对位置差分法、原始多普勒法、导出多普勒法和TDCP法四种卫星测速方法在载体不同运动状态下的优缺点进行分析,在此基础上提出一种基于BDSPPP的动态多普勒测速方法,并通过车载、船载、机载实验对该方法与传统方法进行对比分析,三种动态实验结果表明:基于BDS PPP的动态多普勒测速方法比传统测速方法精度提高了 17%～38%,精度达到cm/s级。（3）对INS机械编排、INS误差模型、Allan方差和初始对准进行分析,推导了扩展多普勒测速的BDSPPP/INS松组合和紧组合模型,并实现扩展多普勒测速的BDSPPP/INS紧组合模型。城市复杂环境下的车载实验结果表明:BDSPPP/INS紧组合定位精度为分米级,测速精度为cm/s级。（4）针对高架桥梁、隧道等卫星信号完全缺失环境INS定位误差迅速增大问题,结合陆地车辆的行驶特性,提出速度非完整约束和零速修正的BDSPPP/INS紧组合连续定位解决方案。车载实验和仿真实验结果表明:该方法在卫星完全失锁情况下能够有效抑制INS的误差积累,保持定位的连续性。（5）针对城市峡谷、树林遮挡等卫星分布结构不佳环境导致定位误差较大问题,提出一种顾及PDOP的自适应BDSPPP/INS紧组合连续定位方法。以PDOP为自变量建立的自适应因子通过调节动力学模型预测信息和观测信息对滤波结果贡献的大小实现高精度定位。车载实验结果表明:该方法能够有效提高BDSPPP/INS组合导航系统在复杂环境下的定位精度。该论文有图61幅,表25个,参考文献128篇。
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