【摘要】：高精度的衛(wèi)星導(dǎo)航定位往往可以使用雙差法來減弱或是消除觀測(cè)數(shù)據(jù)中的大部分誤差。然而,因?yàn)閰⒖颊竞土鲃?dòng)站之間觀測(cè)環(huán)境不同,即使對(duì)于短基線而言,雙差法也無法削弱衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)因多路徑效應(yīng)而產(chǎn)生的誤差,甚至可能放大其對(duì)基線解算的影響。偽距和載波相位中的多路徑誤差會(huì)降低模糊度浮點(diǎn)解的精度,干擾整周模糊度固定,加大向量結(jié)果偏差等等。為了解決這些問題,本文提出利用半?yún)?shù)回歸模型削弱多路徑誤差,提高基線向量的解算精度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與普通最小二乘法相比,在靜態(tài)基線解算和單歷元基線解算中應(yīng)用半?yún)?shù)回歸模型可以有效降低多路徑效應(yīng)的影響。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括:1)數(shù)據(jù)采集。分析多路徑誤差的產(chǎn)生原理,據(jù)此設(shè)計(jì)測(cè)量實(shí)驗(yàn),采集包含多路徑誤差的GNSS短基線觀測(cè)數(shù)據(jù)。2)基于半?yún)?shù)回歸模型的靜態(tài)基線解算。采用最小二乘模型和半?yún)?shù)模型處理所采集的含差數(shù)據(jù),通過對(duì)比殘差分布與解算結(jié)果的精度,證明半?yún)?shù)模型的優(yōu)越性。針對(duì)半?yún)?shù)模型的核心問題——尋找合適的正則化矩陣和正則化參數(shù),本文嘗試使用時(shí)間序列法確定正則化矩陣,使用曲線法、廣義交叉核實(shí)法(GCV)和最小均方誤差(MSE)法確定正則化參數(shù)并分析幾種方法對(duì)于結(jié)果精度的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在靜態(tài)基線解算中,半?yún)?shù)模型可以有效減少多路徑誤差,并將坐標(biāo)精度控制在毫米級(jí)。3)基于半?yún)?shù)回歸模型的單歷元基線解算。為避免法方程出現(xiàn)秩虧現(xiàn)象,本文組建P碼偽距方程、寬巷載波相位觀測(cè)方程和_1載波相位觀測(cè)方程進(jìn)行單歷元基線解算,同時(shí)考慮到單歷元模型僅依靠常規(guī)LAMBDA法固定整周模糊度的成功率較低,選擇結(jié)合部分搜索法固定整周模糊度。在此基礎(chǔ)上,模型所需的正則化組合由三種不同的方案確定。通過對(duì)比半?yún)?shù)模型與最小二乘模型的解算結(jié)果,可以證明半?yún)?shù)模型能夠?qū)⒋蟛糠謿v元的精度控制在1.5cm及以下,更適于處理多路徑誤差。
【圖文】：

型對(duì)多路徑誤差的削弱作用奠定基礎(chǔ)。章，首先介紹了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和基線真值的采集方法，然后分別采用常規(guī)觀測(cè)模型，配合 LAMBDA 算法固定整周模糊度對(duì)含差數(shù)據(jù)，通過對(duì)比二者的解算結(jié)果與真值之差，證明在靜態(tài)基線解算中效削減的多路徑誤差。最后針對(duì)單歷元基線解算驗(yàn)證半?yún)?shù)模到單個(gè)歷元中觀測(cè)數(shù)據(jù)較少，固定整周模糊度的難度較大，因此索法確定模糊度并與常規(guī) LAMBDA 法進(jìn)行成功率對(duì)比，驗(yàn)證析不同的正則化參數(shù)算法對(duì)半?yún)?shù)模型的影響，分別用 曲線法法（GCV）、最小均方誤差法（MSE）計(jì)算正則化參數(shù) 并代入斂性和結(jié)果精度，最終證明：1.與常規(guī)算法相比，盡管參數(shù)數(shù)值削弱多路徑誤差；2.對(duì)于同一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，不同方法計(jì)算參數(shù)成率）有高低之分，基線解算結(jié)果精度亦有不同。章,歸納總結(jié)了本文的主要研究?jī)?nèi)容與相關(guān)成果，闡明了目前半人工尋找最優(yōu)正則化矩陣 和正則化參數(shù) 組合，整體算法仍待后需要進(jìn)一步深入研究的問題做出展望。

角越小差異越大，總體上不會(huì)超過厘米級(jí)。但是若天線位于絕對(duì)高程較高的位高山地帶，三種模型計(jì)算的天頂方向的對(duì)流層延遲可能相差數(shù)十厘米，此時(shí)一薩斯塔莫寧模型結(jié)果為準(zhǔn)。由于氣象元素測(cè)定誤差和模型誤差會(huì)影響對(duì)流層延遲模型的準(zhǔn)確性，若僅對(duì)流層延遲模型無法獲得能滿足精度要求的改正數(shù)，可以運(yùn)用參數(shù)估計(jì)法對(duì)一步優(yōu)化。它的原理是將對(duì)流層延遲改正模型求得的值視為近似值，將之作為參數(shù)待入最小二乘準(zhǔn)則進(jìn)行平差計(jì)算，從而求出精確的延遲誤差。3）多路徑誤差GNSS 接收機(jī)所測(cè)得的偽距和相位，應(yīng)當(dāng)是衛(wèi)星信號(hào)接收天線相位中心至衛(wèi)射天線相位中心的距離，，即為直接波。但在實(shí)際測(cè)量中，一旦衛(wèi)星信號(hào)受到附物體，如地面或者水面、建筑物、車輛、山脈、樹林等的影響而發(fā)生反射，衛(wèi)號(hào)將會(huì)發(fā)生能量衰減和相位延遲，導(dǎo)致反射波出現(xiàn)并被接收機(jī)接收。也就是說此環(huán)境下的 GNSS 接收機(jī)所接收的信號(hào)實(shí)際上是反射波與直接波的合成波，觀測(cè)值偏離真值，產(chǎn)生所謂的多路徑誤差。這種由于多個(gè)路徑的信號(hào)傳播所引干涉時(shí)延效應(yīng)就是多路徑效應(yīng)[30]。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P228.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2690446