论文部分内容阅读
随着全球卫星导航定位系统的不断发展与完善,高精度卫星定位技术已经在交通、通信、测绘等领域得到了广泛应用,在满足定位精度的同时,作业范围与测绘成本也是值得关注的问题。RTK与测深技术相结合的无验潮水深测量已经得到一定的应用,但其存在需至少两台接收机、测量点至基站的距离限制等不足之处。采用精密单点定位技术(Precise Point Positioning, PPP)能够仅利用单台接收机实现高精度定位,具有不受测点到基准站距离限制等优势,结合多系统联合定位能够充分利用各系统的卫星,增强定位的可靠性。本文在对多系统动态PPP深入研究的基础上,将其应用于无验潮水深测量中,论文的主要内容与成果如下:(1)详细阐述了PPP的函数模型、随机模型和各项误差处理方法。分析了传统模型、UofC模型及无模糊度模型模型的特点,基于先验模型和验后估计模型的定权方法;研究了影响PPP定位精度的主要误差来源,以及计算或消除这些误差的处理方法。(2)深入研究了动态PPP的主要数据处理方法。在数据预处理阶段,分别对拉格朗日内插模型、钟跳和周跳的探测、毫秒级钟跳的修复方法进行了研究与分析。在数据滤波解算阶段,阐述了附有水位约束的抗差Kalman滤波原理,并利用实例证明了抗差Kalman滤波相比于标准Kalman滤波,能够有效减弱粗差影响、提高定位稳定性。(3)分别采用GPS、GLONASS.BDS单系统和三系统联合进行动态PPP解算。利用天津CORS站点的观测数据计算比较各系统和三系统联合定位时的定位精度和收敛速度。算例结果表明,三系统组合定位能够大幅增加可用卫星数,为定位提供冗余观测值,从而提高定位稳定度和可靠度。经统计,三系统动态PPP误差收敛至10 cm的平均时间为22.38 min,相比GPS单系统提高84.8%;收敛后的定位误差RMS值在N、E、U三个方向分别为1.46 cm、3.21 cm、2.49 cm,点位精度相比GPS单系统提高12.9%。(4)将多系统动态PPP技术应用于无验潮水深测量中。阐述了无验潮水深测量的基本原理以及各高程之间的转换方式,介绍了无验潮水深测量的外业测量流程、使用的仪器规格和内业数据处理方法。实验结果表明,利用PPP得到的天线大地高与RTK的高程结果之间存在4 cm的平均差值,结合测深数据计算得到的航基面水位值与验潮站提供的水位相比,99.7%的测点水位结果偏差值在20cm以内,能够满足水深测量的精度要求。