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主辅站技术定位原理及算法研究

作　者: 林瑜滢
导　师: 李建文
学　校: 解放军信息工程大学
专　业: 导航、制导与控制
关键词: 主辅站 公共整周模糊度水平 弥散性误差 非弥散性误差 差分改正 RTCM 内插算法
分类号: P228.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


主辅站技术是一种新颖的网络RTK技术,它发播的差分改正数采用的是标准的网络RTK差分改正数据格式,它克服了早期一些网络RTK技术的缺点,逐渐在我国的连续运行参考站网络中得到越来越广泛的应用,由于其理论研究涉及到一些专有知识产权,国内对其理论的研究非常少,本文通过对主辅站网络的数据采集、处理、计算、分发、服务等方面作进一步梳理,对主辅站技术的定位原理和实现方式进行了深入的探讨,详细阐述主辅站技术的原理以及实现方法,提供一个较完备的主辅站构建思路,同时为后续的研究工作做技术积累。本文从网络RTK技术的起源及特点开始论述,将其与传统的RTK技术进行对比,从五个方面对网络RTK技术的优点进行分析。简要介绍了几种主要的网络RTK技术,包括了VRS技术、FKP技术、CBI技术、ARS技术以及本文主要研究的对象MAC技术。然后,对主辅站技术的关键技术给出了分析结果,提出主辅站的关键技术有三个方面,其中最主要的是整周模糊度的解算方法和差分改正数的计算方法,并指出主辅站技术的实现必须首先解决上述两个算法问题。针对主辅站技术的定位算法展开研究,阐明了弥散性差分改正和非弥散性差分改正的来源和作用,阐明了它们的改正数是主辅站技术中最主要的差分改正。推导了主辅站技术的数学模型,从基本的观测方程出发,分析了公共整周模糊度水平的作用和意义,并通过公式说明它产生的过程。在确定公共整周模糊度水平的基础上,推导了主辅站差分改正数的公式,并对差分改正数在流动站的应用进行了详细分析。阐述了主辅站技术的实现过程,从最基础的硬件需求出发,阐述了连续运行参考站系统在主辅站技术的实现过程中的平台作用。通过对主辅站定位业务流程的分析,说明了数据处理的过程,并引出了主辅站与流动站之间通信的基本协议NTRIP协议和NMEA协议。讨论了主辅站技术的两种改正方式,MAX主辅站改正和i-MAX针对性的主辅站改正,分析了它们的作用和区别。最后从网络RTK的基本数据格式RTCM出发,对最新的RTCM Ver3.1数据进行了详细的分析,通过编程实现了RTCM传输电文的解码。详细论述了几种内插算法的原理和模型以及它们在主辅站技术中的应用,其中包括了加权平均法、线性内插法、低次曲面模型法、偏导算法、最优三角形内插法和最小二乘配置法,推导了差分改正数生成的公式

全文目录


摘要  7-8
Abstract  8-9
第一章 绪论  9-20
  1.1 网络RTK概述  9-12
    1.1.1 网络RTK的优点  9-11
    1.1.2 网络RTK技术的分类  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-18
    1.2.1 参考站间模糊度解算技术  13-14
    1.2.2 空间相关误差  14-17
    1.2.3 改正数的生成  17-18
  1.3 本文研究的主要内容  18-20
第二章 主辅站技术基本原理  20-28
  2.1 主辅站的工作原理  20-22
  2.2 主辅站技术中的关键概念  22-26
    2.2.1 公共整周模糊度水平  22-23
    2.2.2 网络与子网  23-26
    2.2.3 弥散性误差和非弥散性误差  26
  2.3 主辅站技术的特点与优势  26-28
第三章 主辅站技术的数学模型  28-36
  3.1 观测方程  28-30
    3.1.1 基本观测方程  28-29
    3.1.2 站间单差观测方程  29-30
  3.2 公共整周模糊度水平的产生  30-31
  3.3 差分改正数  31-32
  3.4 差分改正数在流动站的应用  32-36
第四章 主辅站技术的实现  36-50
  4.1 主辅站技术实现的平台  36-38
  4.2 主辅站定位的业务流程  38-40
    4.2.1 数据处理流程  38
    4.2.2 “主辅站—流动站”通信的主要协议  38-40
  4.3 用户终端的应用  40-50
    4.3.1 主辅站对流动站的改正模式  40-42
    4.3.2 RTCM格式  42-50
第五章 差分改正数的生成算法  50-59
  5.1 一般的加权平均法  50-51
  5.2 线性内插法  51
  5.3 低次曲面模型法  51-52
  5.4 偏导算法  52-53
  5.5 最优三角形内插法  53-55
  5.6 最小二乘配置法  55-59
第六章 结论与展望  59-61
  6.1 总结  59-60
  6.2 展望  60-61
参考文献  61-65
作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作  65-66
致谢  66

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 测绘学 > 大地测量学 > 卫星大地测量与空间大地测量 > 全球定位系统（GPS）
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