Высокоточное местоопределение в глобальных навигационных спутниковых системах в абсолютном режиме за счёт разрешения неоднозначности псевдофазовых измерений

• Автор: Подкорытов, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 05.12.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 195 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ, МЕТОДОВ И ПРИЛОЖЕНИЙ ВЫСОКОТОЧНОГО МЕСТООПРЕДЕЛЕНИЯ В ГНСС

1.1 Классификация методов местоопределения в ГНСС

1.1.1 Стандартный автономный режим местоопределения

1.1.2 Относительный режим местоопределения без использования псевдофазовых измерений
1.1.3 Относительный режим местоопределения с использованием псевдофазовых измерений

1.1.4 Режим широкозонной дифференциальной коррекции

1.1.5 Режим высокоточного абсолютного местоопределения

1.2 Обзор литературы по методам высокоточного местоопределения в абсолютном

режиме
1.2.1 Постановка задачи высокоточного абсолютного местоопределения в ГНСС
1.2.2 Стандартный режим высокоточного абсолютного местоопределения (Float PPP)
1.2.3 Предпосылки появления методов разрешения целочисленной неоднозначности при высокоточном местоопределении в абсолютном режиме
1.2.4 Обзор методов высокоточного местоопределения в абсолютном режиме с разрешением целочисленной неоднозначности псевдофазовых измерений (Integer PPP)
1.2.5 Использование атмосферных ограничений
1.2.6 Критика известных методов Integer PPP
1.3 Приложения технологии высокоточного местоопределения
1.3.1 Обзор сервисов высокоточного местоопределения
1.3.2 Обзор приложений технологии высокоточного местоопределения в абсолютном режиме
1.3.3 Высокоточное местоопределение морских буровых платформ
1.3.4 Система предупреждения цунами
1.4 Выводы по главе
ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ВЫСОКОТОЧНОГО МЕСТООПРЕДЕЛЕНИЯ В АБСОЛЮТНОМ РЕЖИМЕ
2.1 Математические модели исходных измерений навигационного приёмника
2.2 Модель измерений GPS на исходных частотах
2.3 Традиционная ионосферосвободная модель измерений GPS

2.4 Основные этапы алгоритма определения координат потребителя
2.4.1 Анализ и отбраковка измерений
2.4.2 Обнаружение скачков и разрывов измерений псевдофазы
2.4.3 Вычисление основных параметров навигационных спутников
2.4.4 Вычисление и компенсация систематических смещений в измерениях пссвдодалыюстей и псевдофаз
2.4.5 Фильтрационная процедура оценивания
2.5 Компенсация систематических смещений в исходных измерениях
2.5.1 Ионосферная задержка сигнала
2.5.1.1 Математическая модель смещения в измерениях, порождаемого
искажениями в ионосфере
2.5.1.2 Компенсация ионосферной задержки в двухчастотном режиме
2.5.2 Тропосферная задержка сигнала
2.5.3 Смещения и вариации фазовых центров
2.5.3.1 Смещения и вариации фазовых центров антенн спутников
2.5.3.2 Смещения и вариации фазовых центров антенн приёмника
2.5.4 Взаимная ориентация антенн спутника и приёмника
2.5.5 Релятивистские и гравитационные эффекты
2.5.6 Приливные эффекты
2.6 Экспериментальные результаты местоопределения в режиме Float РРР
2.6.1 Зависимость точности местоопределения от длительности интервала обработки
2.6.2 Зависимость точности местоопределения от точности ЭВИ
2.6.3 Сравнение ЭВИ от разных источников
2.7 Выводы по главе
ГЛАВА 3. АЛГЕБРАИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПРЕОДОЛЕНИЯ ДЕФИЦИТА РАНГА В
ЗАДАЧАХ ВЫСОКОТОЧНОГО МЕСТООПРЕДЕЛЕНИЯ В АБСОЛЮТНОМ РЕЖИМЕ ЗА СЧЁТ РАЗРЕШЕНИЯ НЕОДНОЗНАЧНОСТИ ПСЕВДОФАЗОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
3.1 Классификация систем линейных уравнений
3.2 Модели измерений с разделёнными часами
3.2.1 Модель измерений на исходных частотах GPS (PI P2L1L2)
3.2.2 Ионосферосвободные модели измерений GPS (P3L3A4, P3L3P4L4)
3.2.3 Расширенная модель измерений на исходных частотах GPS (EX P 1P2L1L2)
3.2.4 Модель измерений на исходных частотах ГЛОНАСС (GL_P IP2L1L2)

3.3 Алгебраические методы решения систем линейных уравнений с дефицитом ранга в

3.3.1 Особенности систем линейных уравнений в ГНСС
3.3.2 Однозначное оценивание в системах ГНСС
3.4 Исключающий фильтр Калмана
3.5 Вычислительный пример преодоления дефицита ранга в ГНСС
3.6 Альтернативные алгебраические подходы
3.6.1 Сравнение различных алгебраических подходов
3.6.2 Вычислительный пример использования различных подходов
3.7 Выводы по главе
ГЛАВА 4. ВЫСОКОТОЧНОЕ МЕСТООПРЕДЕЛЕНИЕ В ГНСС В АБСОЛЮТНОМ РЕЖИМЕ ЗА СЧЁТ РАЗРЕШЕНИЯ НЕОДНОЗНАЧНОСТИ ПСЕВДОФАЗОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
4.1 Использование информации о целочисленности неоднозначностей псевдофазовых измерений для снижения периода сходимости к точному решению
4.2 Алгоритм высокоточного абсолютного местоопределения с разрешением
целочисленной неоднозначности псевдофазовых измерений
4.2.1 Блок-схема алгоритма
4.2.2 Разрешение целочисленной неоднозначности при высокоточном абсолютном местоопределен ии
4.2.3 Оценка достоверности результатов разрешения неоднозначности
4.2.4 Вычисление целочисленного решения
4.3 Использование атмосферных ограничений
4.4 Экспериментальные результаты местоопределения в режиме Integer PPP
4.5 Выводы по главе
ГЛАВА 5. СЕТЕВОЕ РЕШЕНИЕ - ВЫЧИСЛЕНИЕ РАЗДЕЛЁННЫХ СПУТНИКОВЫХ ПОПРАВОК ДЛЯ СИСТЕМЫ P3L3A
5.1 Взаимосвязь пользовательской и сетевой процедур обработки измерений
5.2 Использование теории графов
5.3 Алгоритм вычисления разделённых спутниковых поправок по сети станций (сетевое
решение)
5.4 Сравнение качества разделённых спутниковых поправок, вычисленных по локальной и
глобальной сетям станций сбора измерений
5.5 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

содержат в своём составе смещённую ионосферную задержку. Непосредственная оценка смещённых ионосферных задержек и применение ионосферных ограничений повышают качество разрешения целочисленной неоднозначности, а также снижают период сходимости после разрывов в измерениях псевдофазы либо их кратковременного отсутствия [62, 63]. При этом в такой расширенной модели с разделёнными часами по-прежнему используются иопосферосвободные кодовая и псевдофазовая комбинации. Однако образование ионосферосвободных линейных комбинаций измерений в модели разделённых часов и её расширенной версии имеет ряд негативных последствий. Во-первых, длина волны Х3 , соответствующая ионосферосвободной комбинации псевдофазовых измерений (А.2), составляет всего около 6 мм, что существенно меньше длин волн X, и /,2 несущих колебаний на исходных частотах f, и Г2 (около 19 и 24 см соответственно). Процедура разрешения целочисленных неоднозначностей псевдофазы при этом не может быть реализована. По этой причине в [47, 51, 56, 62, 63] осуществляются дополнительные целочисленные преобразования, позволяющие осуществить целочисленное разрешение). Во-вторых, можно отметить некоторую нелогичность в расширенном варианте модели с разделенными часами: с одной стороны, в обработке используются ионосферосвободные комбинации измерений, с другой стороны -производится непосредственное оценивание смещённых ионосферных задержек в комбинациях с применением ионосферных ограничений.
Болес физически ясным и, по мнению автора данной работы, более перспективным из всех рассмотренных ранее, является метод, основанный на разделённой модели часов (decoupled clock model) [47, 63].