GPS三频模糊度分解课件

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,三频模糊度分解,伴随GPS现代化进程的推进以及GALILEO定位系统的建立，不久的将来可以接收到第三频率的民用信号，利用三频信号构成组合观测量不仅可以消除电离层的二阶项，而且将使得模糊度分解的速度和成功率得以加快和提高。,由于目前的三频数据还很难获得，为了分析比较三频模糊度分解的优点，我们开发了三频观测量模拟系统，利用模拟三频数据构建宽巷观测量，分析比较了三种宽巷模糊度分解方法的效率。,三频模糊度分解的数学模型,求出宽巷模糊度后，进而求解原来的模糊度,由于上式中仍含有未知数,所以将上两式代入原始观测方程进一步求解,由这6个方程解算3个未知数,然后回代求出,三频信号模拟,模拟数据的正确性检验,表4.5 不含误差的计算结果,无误差,设定的两测站间的距离,(m),LGO,计算出的基线长,(m),导航文件,1000.0000,1000.0000,精密星历,1000.0000,1000.0000,导航文件,5000.0000,4999.9999,精密星历,5000.0000,4999.9999,导航文件,10000.0000,9999.9998,精密星历,10000.0000,9999.9998,导航文件,20000.0000,19999.9997,精密星历,20000.0000,19999.9997,非差修正模型,传统的定位模型是双差模型，其缺点是需要距离较近的基准站数据，且数据处理较为繁杂。而非差模型具有不需要基准站，站间距离不受限制等优点，是新的卫星定位模式的发展趋势。,网络动态,GPS,数据处理，除了可以用前述双差模型，还可以用非差模型进行求解。非差定位模型需要用到由基准站求出的轨道、卫星钟和大气改正模型。,本节讨论非差修正定位的数学模型，利用参考站网络数据建立大气误差模型并用于流动站大气误差改正的方法，以及加入大气改正后非差动态定位精度分析。,非差修正的数学模型,非差伪距和相位观测方程为：,UofC模型,为了消去电离层延迟影响，通常利用双频组合消去电离层一阶项。研究表明加拿大Calgary大学的Gao and Shen（2002）提出的UofC模型较好，它了除采用无电离层相位组合以外，还分别采用了L1和L2频率上的码和相位平均形式的组合，这种组合形式同样也降低了电离层的影响， 卫星钟差和卫星轨道误差经过改正后，不计与测站和卫星标号，其观测模型的简化形式如下：,UofC模型中的码和相位的这种组合，不仅消除了电离层的影响（一阶），它还降低了组合观测值的噪声水平。与原始的码观测噪声相比，组合观测值的噪声只有前者的一半。这一点非常重要，因为，如果观测噪声和未被模型化的残余误差之和越小，则未知参数的估计收敛越快，估值也越精确。UofC模型不同于传统模型，这一模型最大的好处就是可以分别估计L1和L2载波相位的整周模糊度，进行模糊度的伪固定（ambiguity pseudo-fixing），从而可以加速解算的收敛。但系统中仍保留有几种系统性延迟或误差，如非零初始相位、卫星部分以及接收机部分的码和相位的内部频率偏差。对于无电离层相位组合，这里就不会有内部频率偏差。然而，非零初始相位在所有方程中都存在。卫星的非零初始相位和卫星部分的内部频率偏差之差都将加入到模糊度中，然而接收机的等价部分将加入到接收机钟差中。其原因是，与单颗卫星有关的任何系统误差都将加入到模糊度中，而那些对所有卫星而言共同的误差都将映射到GPS接收机钟差中。,非差改正数-,卫星钟差改正,IGS给出5分钟间隔的卫星钟差改正数，而实际用户的采样间隔小于5分钟，因此需要根据5分钟间隔的钟差数据内插出需要时刻的钟差，目前常用拉格朗日或切比雪夫内插法。IGS钟差产品都有一定的时间延迟，对于实时应用可以利用区域网GPS观测数据估计卫星钟差，给出卫星钟差预报值。,卫星轨道改正：IGS给出不同延迟时间的3种轨道产品，即预测星历、快速星历和最后星历。由于IGS轨道产品按15分钟间隔给出，因此需要用拉格朗日或切比雪夫内插法。对于实时应用可以采用IGS精密预报星历，也可以结合区域网GPS观测数据改进IGS轨道产品精度。,大气误差改正：传统方法是利用双频数据消去电离层影响，只适用于双频用户。对于单频用户可以利用参考站网络数据建立电离层模型，用于流动站电离层改正。对于对流层误差，通常将其模型化，和坐标未知数一起改正，这样会增加未知数个数，降低了模型的强度，因此我们提出利用参考站网络数据建立精密对流层模型用于流动站改正的新方法。,非差对流层误差实时建模精度分析,表5.12 非差静态定位结果,坐标,非差定位结果（m）,已知值（m）,差值（m）,X,-2148744.1752,-2148744.1963,0.0211,Y,4426641.2287,4426641.2340,-0.0053,Z,4044655.8738,4044655.8935,-0.0197,非差修正模型的动态定位精度分析,误差/米,图5.29 北京站北向误差比较（N+trop为本文方法）,非差修正模型的动态定位精度分析,误差/米,图5.30 北京站东向误差比较（E+trop为本文方法）,误差/米,图5.31 北京站高程方向误差比较（U+trop为本文方法）,误差/米,图5.32 郫县站北向误差对比（N+trop为本文方法）,误差/米,图5.33 郫县站动向误差比较（E+trop为本文方法）,误差/米,图5.34 郫县站高程方向误差比较（U+trop为本文方法）,