gps精密单点定位关键技术的研究

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1、东南大学硕士学位论文GPS精密单点定位关键技术的研究姓名：吴菲申请学位级别：硕士专业：测绘科学与技术；大地测量学与测量工程指导教师：高成发20110330摘要摘要GPS精密单点定位技术是GPS领域的研究热点之一。本文系统地研究了GPS精密单点定位的理论，分析了定位中的技术难点，并研究了其关键技术，包括精密单点定位模型的建立与实现、数据预处理、误差改正、参数估计等。主要研究内容及结论如下：(1)本文研究了GPS精密单点定位的原理与方法，阐述了GPS精密单点定位的函数模型与随机模型。在分析现有模型优缺点的基础上，提出了本文所研究的定位模型，即基于星间

2、单差的函数模型和卫星高度角结合载噪比的随机模型，并结合误差理论，推导出了实现该模型的具体数学公式。试验数据证明，这两种模型效果较好，适合用作GPS精密单点定位的定位模型，且卫星高度角结合载噪比的随机模型能够较好的减弱观测环境对定位质量的影响。(2)介绍了影响GPS精密单点定位质量的因素。根据GPS精密单点定位解算所需的数据，分别介绍了观测文件、精密卫星星历文件和精密卫星钟差文件的数据格式以及获取方法与预处理方法。并从理论和试验两方面说明了精密卫星钟差文件数据的采样间隔越小，则收敛时间越短，收敛相对更稳定。(3)分析了与GPS卫星有关的误差、与信号

3、传播有关的误差和与接收机和参考系有关的误差，包括这些误差的特性、机制及产生原因，并找到了较合适的理论或经验公式对部分能模型化的误差进行了改正。通过试验证明，针对GPS精密单点定位中的对流层折射误差，干分量部分使用模型改正，湿分量部分作为待估参数解算的方法比将干、湿分量全部用模型改正，或者全部作为待估参数解算的方法效果好。(4)分析了常用的参数估计方法，针对GPS精密单点定位的特点，建立了相应的动力学模型和观测模型，给出了卡尔曼滤波实现的具体流程图和滤波参数的确定方法，并结合实验数据，探讨了卡尔曼滤波的发散控制，给出了相应的改善公式。试验结果表明：

4、对卡尔曼滤波进行的发散控制是合理且有效的。对同一组试验数据用添加中间自适应滤波调节Q。与R。的方法控制滤波发散，能在20min内收敛到cm级定位精度；而用，软件以及传统经验统计状态噪声和观测噪声的方法计算该数据，最终结果不收敛。(5)利用MicrosoftVisumC++6．0平台在东南大学精密单点定位软件SEUPPP的基础上，开发了精密单点定位软件SEUPPP2．0版本。SEUPPP2．0相对于旧版本增加了函数模型、随机模型、对流层改正模型和参数估计模型的功能模块，可以对每个子模块的参数进行选择性的设定，且SEU—PPP2．0版本无论是在定位精

5、度还是收敛速度上都比旧版本有所改进，能在20min内收敛到cm级定位精度。关键词：GPS；精密单点定位；随机模型；卡尔曼滤波AbstractPrecisePointPositioning(PPP)WaSoneofthehottestissuedbeingresearchedinthefieldofGlobalPositioningSystem(GPS)．Inthispaper,PPPtheoriesweresystematicallysummarizedandtechnicaldi伍cultiesaswell嬲keytechniqueswerea

6、nalyzed．AmongthecontentsincludedtheestablishmentandrealizationofPPPmodel，dataprocessing，en．0rcorrection,parameterestimationandete．11bedetailedcontentswerelistedasfollows：(11P血ciplesandapproachesofPPPwereresearchedandfunctionalmodelandstochasticmodelwerenarratedatfirst．Anewpos

7、itioningmodelelaboratedlateinthecontextwasestablishedwithathoroughunderstandoftheshortcomingsinexistingmodels．Thenovelmodelwasmainlybasedonasatellitedifferencedfunctionmodelandasatellitealtitudeanglescombinedcarrier-to—noise-powerdensityratiostochasticmodel．ThespecificmodelWa

8、sproposedwithdetailedformulaanditgeneratedanidealresult,whichwasvali