雷哲哲:基于低成本u-blox单频接收机的增强PPP算法研究论文

雷哲哲:基于低成本u-blox单频接收机的增强PPP算法研究论文

本文主要研究内容

作者雷哲哲(2019)在《基于低成本u-blox单频接收机的增强PPP算法研究》一文中研究指出:精密单点定位(PPP)技术具有设备成本低、作业简单、计算效率高等优势,在增强信息支持下,可获得厘米级实时动态定位精度,在大范围实时灾害监测领域具有巨大潜力。但传统厘米级PPP定位需要采用单台售价过万元的测量型双频或三频接收机设备,因此该技术无法进行大规模普适性推广。随着百元级的u-blox多模单频高精度定位模块推出,基于低成本单频接收机的实时厘米级PPP定位算法成为研究热点。但目前低成本单频接收机PPP技术存在遮挡环境下定位可靠性差,实时定位精度低等问题。基于此,本文分析讨论了不同遮挡环境对多模PPP的影响特性,提出了基于u-blox低成本接收机的基准站增强PPP算法,推导并实现了增强PPP算法的基准站无缝切换模型。论文取得的主要研究成果和创新点如下:(1)利用多测站实测GNSS观测数据,模拟四周遮挡(城市环境)、单侧遮挡(峡谷环境)和顶空遮挡(大型桥梁路基环境)3种遮挡环境,从可用卫星数、PDOP值、可用历元率、定位精度和收敛时间5个方面,综合分析了多系统PPP技术的定位服务效能。结果显示,相比GPS单系统PPP定位结果,在无遮挡环境下,四系统融合PPP技术在可用卫星数、PDOP值、可用历元率、定位精度和收敛时间方面分别改进300%、40%、2%、20%和50%;在遮挡环境下,分别改进300%、60%、25%、39%和52%。(2)低成本单频接收机PPP技术存在收敛时间长、定位精度差等问题,基于此,提出了基准站增强PPP技术对低成本接收机定位性能进行改进。推导了相关算法模型,并以u-blox单频接收机动静态实测数据为例,采用GPS与GPS/BDS组合两种定位模式进行实验计算。算例结果显示,静态环境下GPS/BDS组合定位收敛至厘米级需3min左右,较GPS单系统结果缩短64%,定位精度在平面与高程方向分别为(3.2cm,2.7cm),较GPS结果提升(47%,59%)。在动态环境下,GPS/BDS组合定位收敛至厘米级需4min左右,较GPS结果提升59%,定位精度为(3.1cm,5.9cm),较GPS单系统提升(34%,43%)。(3)针对基准站增强PPP算法中基准站更换引起的定位不稳定及精度损失问题,推导并提出了基准站增强PPP的基准站无缝切换模型。该模型能够实现基准站的平稳切换,在切换前后可以维持高精度定位性能,有效避免了基准站切换对定位精度带来的影响。算例结果表明,采用该基准站切换模型,在切换前后始终能维持水平方向优于5cm,高程方向优于8cm的实时单频PPP精度,可以为用户提供稳健的厘米级定位服务。

Abstract

jing mi chan dian ding wei (PPP)ji shu ju you she bei cheng ben di 、zuo ye jian chan 、ji suan xiao lv gao deng you shi ,zai zeng jiang xin xi zhi chi xia ,ke huo de li mi ji shi shi dong tai ding wei jing du ,zai da fan wei shi shi zai hai jian ce ling yu ju you ju da qian li 。dan chuan tong li mi ji PPPding wei xu yao cai yong chan tai shou jia guo mo yuan de ce liang xing shuang pin huo san pin jie shou ji she bei ,yin ci gai ji shu mo fa jin hang da gui mo pu kuo xing tui an 。sui zhao bai yuan ji de u-bloxduo mo chan pin gao jing du ding wei mo kuai tui chu ,ji yu di cheng ben chan pin jie shou ji de shi shi li mi ji PPPding wei suan fa cheng wei yan jiu re dian 。dan mu qian di cheng ben chan pin jie shou ji PPPji shu cun zai zhe dang huan jing xia ding wei ke kao xing cha ,shi shi ding wei jing du di deng wen ti 。ji yu ci ,ben wen fen xi tao lun le bu tong zhe dang huan jing dui duo mo PPPde ying xiang te xing ,di chu le ji yu u-bloxdi cheng ben jie shou ji de ji zhun zhan zeng jiang PPPsuan fa ,tui dao bing shi xian le zeng jiang PPPsuan fa de ji zhun zhan mo feng qie huan mo xing 。lun wen qu de de zhu yao yan jiu cheng guo he chuang xin dian ru xia :(1)li yong duo ce zhan shi ce GNSSguan ce shu ju ,mo ni si zhou zhe dang (cheng shi huan jing )、chan ce zhe dang (xia gu huan jing )he ding kong zhe dang (da xing qiao liang lu ji huan jing )3chong zhe dang huan jing ,cong ke yong wei xing shu 、PDOPzhi 、ke yong li yuan lv 、ding wei jing du he shou lian shi jian 5ge fang mian ,zeng ge fen xi le duo ji tong PPPji shu de ding wei fu wu xiao neng 。jie guo xian shi ,xiang bi GPSchan ji tong PPPding wei jie guo ,zai mo zhe dang huan jing xia ,si ji tong rong ge PPPji shu zai ke yong wei xing shu 、PDOPzhi 、ke yong li yuan lv 、ding wei jing du he shou lian shi jian fang mian fen bie gai jin 300%、40%、2%、20%he 50%;zai zhe dang huan jing xia ,fen bie gai jin 300%、60%、25%、39%he 52%。(2)di cheng ben chan pin jie shou ji PPPji shu cun zai shou lian shi jian chang 、ding wei jing du cha deng wen ti ,ji yu ci ,di chu le ji zhun zhan zeng jiang PPPji shu dui di cheng ben jie shou ji ding wei xing neng jin hang gai jin 。tui dao le xiang guan suan fa mo xing ,bing yi u-bloxchan pin jie shou ji dong jing tai shi ce shu ju wei li ,cai yong GPSyu GPS/BDSzu ge liang chong ding wei mo shi jin hang shi yan ji suan 。suan li jie guo xian shi ,jing tai huan jing xia GPS/BDSzu ge ding wei shou lian zhi li mi ji xu 3minzuo you ,jiao GPSchan ji tong jie guo su duan 64%,ding wei jing du zai ping mian yu gao cheng fang xiang fen bie wei (3.2cm,2.7cm),jiao GPSjie guo di sheng (47%,59%)。zai dong tai huan jing xia ,GPS/BDSzu ge ding wei shou lian zhi li mi ji xu 4minzuo you ,jiao GPSjie guo di sheng 59%,ding wei jing du wei (3.1cm,5.9cm),jiao GPSchan ji tong di sheng (34%,43%)。(3)zhen dui ji zhun zhan zeng jiang PPPsuan fa zhong ji zhun zhan geng huan yin qi de ding wei bu wen ding ji jing du sun shi wen ti ,tui dao bing di chu le ji zhun zhan zeng jiang PPPde ji zhun zhan mo feng qie huan mo xing 。gai mo xing neng gou shi xian ji zhun zhan de ping wen qie huan ,zai qie huan qian hou ke yi wei chi gao jing du ding wei xing neng ,you xiao bi mian le ji zhun zhan qie huan dui ding wei jing du dai lai de ying xiang 。suan li jie guo biao ming ,cai yong gai ji zhun zhan qie huan mo xing ,zai qie huan qian hou shi zhong neng wei chi shui ping fang xiang you yu 5cm,gao cheng fang xiang you yu 8cmde shi shi chan pin PPPjing du ,ke yi wei yong hu di gong wen jian de li mi ji ding wei fu wu 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自长安大学的雷哲哲,发表于刊物长安大学2019-11-04论文,是一篇关于精密单点定位论文,遮挡环境论文,基准站增强论文,基准站切换论文,长安大学2019-11-04论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自长安大学2019-11-04论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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