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GPS/COMPASS组合高精度基线解算方法研究

作　者: 王延国
导　师: 余学祥
学　校: 安徽理工大学
专　业: 大地测量学与测量工程
关键词: GPS 基线解算精度坐标系统测量
分类号: P228.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着卫星定位技术的日益普及,卫星导航定位系统已经成为当今定位的主要方式。美国GPS、俄罗斯GLONASS和正在建设中的欧盟的GALILEO系统及我国的第二代北斗卫星导航系统(Compass)是目前全球四大导航定位系统。GNSS定位研究的一个重要内容是GPS测量数据处理,主要有两阶段构成：基线解算,网平差。GNSS数据处理过程中占用处理时间最长、工作量最大的一步便是基线解算,它是进行网平差的基础,基线解算的精度将直接影响到GNSS网的定位质量及可靠性。由于各卫星系统使用权限及观测条件的限制,定位服务的精度、安全性、可靠性及可用性有时无法得到全面保障,甚至连导航定位的要求都难以满足,而多星座组合定位则可以解决这一问题,组合定位可大大提高可见卫星的数目,降低精度稀释因子,组成更好的卫星几何分布,为定位精度的提高提供了可能,对于高精度定位具有非常重要的意义。目前GPS/Compass组合高精度基线解算目前的研究处于探讨阶段,本论文首先分析北斗卫星三种轨道的广播星历,然后根据轨道星历的不同,开发一套通用的卫星坐标计算程序,并实现GPS与北斗的坐标系统及时间系统的统一。高精度基线解算的基础是高精度的载波相位观测值,然而因为观测环境的原因,容易造成观测数据产生周跳,本论文结合北斗载波相位观测数据的性质,采用经典的电离层残差法及MW组合算法,然后开发一套较为完善的适合北斗数据的周跳探测与修复程序。在此基础上,根据构建的GPS/北斗组合基线解算数学模型,运采用LAMBDA算法,对整周模糊度进行准确固定,开发一套适合于该模型的高精度基线解算程序GPS/COMPASS组合基线解算软件。本文的研究成果—GPS/Compass组合的高精度基线解算技术将能广泛应用于测量工作的各个领域,无论是精密工程测量,还是一般的工程控制测量(如工程控制网、测图控制网、城市控制网),都具有极大的优势,对于我国的灾害预报、防灾、减灾等方面及具有非常现实且重要的意义。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
Contents  10-12
1 绪论  12-17
  1.1 课题的背景和意义  12-13
    1.1.1 课题的背景  12
    1.1.2 课题研究的意义  12-13
  1.2 课题研究国内外的研究动态、水平  13-14
  1.3 本文主要研究内容及技术路线  14-17
    1.3.1 本论文研究的内容  14-15
    1.3.2 研究方法和技术路线  15-17
2 Compass卫星坐标计算及数据预处理  17-31
  2.1 北斗系统概述  17-18
    2.1.1 空间星座部分  17-18
    2.1.2 坐标系统  18
    2.1.3 时间系统  18
  2.2 Compass卫星坐标计算  18-21
    2.2.1 历书参数  18-19
    2.2.2 坐标计算  19-21
  2.3 数据预处理  21-31
    2.3.1 数据准备  22-26
    2.3.2 周跳探测与修复  26-31
3 GNSS定位方法分析  31-53
  3.1 GPS系统概述  31-38
    3.1.1 简介  31-32
    3.1.2 坐标系统和时间系统  32-37
    3.1.3 GPS观测量与定位方法  37-38
  3.2 GPS单点定位  38-43
  3.3 Compass/GPS系统组合卫星定位  43-53
    3.3.1 时间同步  44-47
    3.3.2 CGCS2000坐标系与WGS-84坐标系比较分析  47-49
    3.3.3 COMPASS/GPS双星座组合静态相对定位  49-53
4 基线解算及模糊度的固定  53-60
  4.1 基线解算  53-56
    4.1.1 基线解算模型  53-54
    4.1.2 网平差模型  54-56
  4.2 模糊度的确定  56-60
    4.2.1 整周模糊定的固定方法  56-57
    4.2.2 LAMBDA算法介绍  57-60
5 数据处理分析及软件实现  60-75
  5.1 数据获取  60-62
  5.2 系统分析  62-66
    5.2.1 系统开发背景及功能设计  62-64
    5.2.2 软件设计原则及开发方法  64
    5.2.3 软件界面设计  64-66
  5.3 数据处理及精度评定  66-75
    5.3.1 数据预处理情况  66-67
    5.3.2 数据处理  67-68
    5.3.3 精度评定  68-75
6 结论与展望  75-77
参考文献  77-81
致谢  81-82
作者简介  82

GPS/COMPASS组合高精度基线解算方法研究

内容摘要

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