【摘要】：精密單點(diǎn)定位技術(shù)(precisepointpositioning,PPP)指的是通過單臺(tái)接收機(jī)采集以相位為主的觀測(cè)值,使用衛(wèi)星精密星歷和精密鐘差產(chǎn)品,并對(duì)相關(guān)的誤差進(jìn)行模型或參數(shù)改正,使其能夠達(dá)到動(dòng)態(tài)分米級(jí)與靜態(tài)厘米級(jí)的定位水平。精密單點(diǎn)定位的應(yīng)用不局限于常規(guī)定位中,還可以用于精密定軌、地震監(jiān)測(cè)以及對(duì)流層、電離層的反演,應(yīng)用前景十分廣闊,在國內(nèi)外導(dǎo)航定位領(lǐng)域已成為研究的熱點(diǎn)。但通過研究發(fā)現(xiàn),在Kalman濾波進(jìn)行精密單點(diǎn)定位參數(shù)估計(jì)時(shí),常常會(huì)受到觀測(cè)異常與動(dòng)力學(xué)模型異常的影響。當(dāng)PPP某個(gè)歷元觀測(cè)值存在異常(粗差)時(shí),PPP參數(shù)估計(jì)的精度會(huì)大大降低,甚至很長(zhǎng)時(shí)間都無法收斂。動(dòng)力學(xué)模型異常主要體現(xiàn)在系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)噪聲不準(zhǔn)確而引起的收斂速度慢的問題,其原因?yàn)?理論上狀態(tài)參數(shù)協(xié)方差隨著遞推的進(jìn)行,它的值會(huì)達(dá)到趨近于零的某個(gè)穩(wěn)定值,如果狀態(tài)協(xié)方差不準(zhǔn)確,就需要很長(zhǎng)一段時(shí)間才能穩(wěn)定,這便增加了 PPP的收斂時(shí)間。鑒于此,本文在對(duì)PPP及Kalman濾波理論研究的基礎(chǔ)上,提出了解決以上問題的新的方法,主要包括以下兩個(gè)部分:(1)針對(duì)PPP觀測(cè)值出現(xiàn)異常導(dǎo)致的參數(shù)估計(jì)值偏差較大以及濾波器發(fā)散等問題,筆者對(duì)觀測(cè)殘差和新息殘差進(jìn)行了深入的研究,發(fā)現(xiàn)兩種殘差都能很好的檢測(cè)并診斷出PPP觀測(cè)值異常出現(xiàn)的時(shí)刻。因此,本文采用以上兩種殘差來建立抗差因子,通過抗差因子替換掉原來的觀測(cè)噪聲協(xié)方差矩陣來達(dá)到抗差目的。(2)在采用Kalman濾波進(jìn)行PPP參數(shù)估計(jì)時(shí),Kalman濾波的動(dòng)力學(xué)模型異常主要體現(xiàn)在動(dòng)態(tài)噪聲的不準(zhǔn)確上,如果動(dòng)態(tài)噪聲不準(zhǔn)確,根據(jù)Kalman濾波地推公式,這樣計(jì)算出的狀態(tài)協(xié)方差預(yù)測(cè)值也就不準(zhǔn)確,進(jìn)而導(dǎo)致濾波增益矩陣與實(shí)際值存在微小偏差。由于增益矩陣參與狀態(tài)及其協(xié)方差的估計(jì)中,所以增益矩陣的不可靠不僅會(huì)增加PPP的收斂時(shí)間,還會(huì)對(duì)參數(shù)估計(jì)值的精度造成影響。考慮到新息殘差中包含著狀態(tài)信息,所以新息殘差也能體現(xiàn)出狀態(tài)的異常,本文的方法是根據(jù)新息殘差來構(gòu)造自適應(yīng)Kalman濾波的自適應(yīng)因子,然后通過分類因子矩陣對(duì)狀態(tài)協(xié)方差預(yù)測(cè)值進(jìn)行修正,使其相對(duì)更加可靠,因此,濾波增益矩陣的可靠性也會(huì)得到相應(yīng)的提高,進(jìn)而達(dá)到對(duì)參數(shù)及其協(xié)方差改善的目的。最后,通過對(duì)IGS多個(gè)跟蹤站與多組觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),采用自編軟件驗(yàn)證靜/動(dòng)態(tài)下兩種抗差Kalman濾波的性能以及靜態(tài)下自適應(yīng)Kalman濾波的可靠性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,兩種抗差Kalman濾波都能達(dá)到抑制粗差的目的,對(duì)參數(shù)估計(jì)的精度都有不同程度的改善。對(duì)于靜態(tài)PPP下的自適應(yīng)Kalman濾波,狀態(tài)協(xié)方差的預(yù)測(cè)值以及估計(jì)值較標(biāo)準(zhǔn)Kalman濾波趨于穩(wěn)定的時(shí)間有所降低,最終能夠很好的降低PPP的收斂時(shí)間,對(duì)于參數(shù)估計(jì)的精度也有著一定的提高。圖[33]表[3]參[81]
【圖文】：

圖１不同采樣率精密鐘差ＰＰＰ點(diǎn)位精度逡逑

圖２邋Ｋａｌｍａｎ濾波遞推流程逡逑Ｆｉｇ．邋２邋Ｋａｌｍａｎ邋ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ邋ｒｅｃｕｒｒｅｎｃｅ邋ｐａｔｈ逡逑
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P228

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2620377