GNSS网络RTK高精度定位方法研究与应用

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文GNSS网络RTK高精度定位方法研究与应用硕士研究生：郑嘉慧指导教师：沈锋教授学科、专业：控制科学与工程论文主审人：黄平副教授哈尔滨工程大学2017年12月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文GNSS网络RTK高精度定位方法研究与应用硕士研究生：郑嘉慧指导教师：沈锋教授学位级别：工学硕士学科、专业：控制科学与工程所在单位：自动化学院论文提交日期：2017年12月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationforthe

2、DegreeofM.EngResearchandApplicationofGNSSNetworkRTKHighPrecisionPositionMethodCandidate:ZhengJiahuiSupervisor:A.Prof.ShenFengAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ControlScienceandEngineeringDateofSubmission:December.2017DateofOralExamination:Mar.2018University

3、:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权

4、属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日GNSS网络RTK高精度定位方法研究与应用摘要全球卫

5、星导航系统的不断发展，使得生产生活越来越方便高效，网络RTK技术的出现，突破了传统RTK技术的局限性，实现了基准站网络覆盖范围内的高精度定位，使得RTK技术越来越广泛的应用于传统行业中。因此，研究和改进RTK定位中的关键算法、开发相关软件，对促进RTK技术的发展和应用具有重要意义。同时，随着铁路通信铁塔的广泛应用，其安全问题变得更加重要，因此设计一种高精度的铁塔倾角测量方法，在保障铁路运输安全方面能够发挥重要作用。本文对基于网络RTK的定位方法及其应用展开了相关研究和软件开发。深入研究了载波相位差分定位中的误差来源、双差数学模型及参数估计方法等。在

6、网络RTK方面，阐述了虚拟参考站技术的原理和工作流程，对虚拟观测值及误差改正数的计算模型进行了详细推导。并且实现了差分数据的传输链路，包括Ntrip协议客户端的实现和RTCMSC-104电文的解码。本文研究和仿真了RTK定位中的关键算法，对于周跳探测与修复，在深入研究传统方法的基础上，联合电离层残差法对TurboEdit组合法进行了改进，通过实验证明改进方法可以克服原有方法的不足，对于小周跳和双频特殊组合周跳均能正确地探测到并且修复。在整周模糊度求解方面，阐述了模糊度求解的过程，重点研究了最为成熟的LAMBDA算法，实验验证了该方法具有良好性能。在

7、算法研究的基础上，形成了RTK解算软件，比较了模糊度固定解模式和浮点解模式下的定位误差，实验结果表明浮点解模式下需经过长时间观测后，定位精度才能收敛到厘米级，而在模糊度固定后，定位精度可以很快达到厘米级。最后将RTK技术应用于建筑物倾角测量中，为了防止铁路通信铁塔发生倾斜和倒塌，设计了一种基于网络RTK的铁塔倾角测量方法，能够克服人工测量方法的不足。该方法在铁塔顶端安装测量设备，设备利用4G模块与CORS站通信获取差分数据，利用接收机获取卫星观测数据。将所得数据用RTK软件解算得到铁塔倾斜前后的顶端位置坐标，进而求出其位移并计算铁塔倾角。在地面上利

8、用铁杆模拟铁塔进行实验，解算其倾斜角，验证了测量结果的高精度。关键词：RTK定位；周跳；整周模糊度；倾角测量哈尔滨工程大学