gnss完好性监测体系及辅助性能增强技术的研究

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1、申请上海交通大学博士学位论文GNSS完好性监测体系及辅助性能增强技术研究学校：上海交通大学院系：航空航天学院班级：A0841391学号：0084139010博士生：苏先礼专业：导航、制导与控制导师：战兴群（教授）上海交通大学航空航天学院2013年11月万方数据ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofPhilosophyDoctorTHERESEARCHONGNSSINTEGRITYMONITORINGTHEORYANDASS

2、ISTEDPERFORMANCEENHANCEMENTTECHNIQUEAuthor:Xian-LiSUSpecialty:Guidance,NavigationandControlAdvisor:Prof.XingqunZHANSchoolofAeronauticsandAstronauticsShanghaiJiaoTongUniversityShanghai,P.R.ChinaNovember,2013万方数据万方数据万方数据上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导

3、下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日万方数据上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以

4、采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据GNSS完好性监测体系及辅助性能增强技术研究摘要随着卫星导航相关理论研究的深入和全球卫星导航系统（GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS）的快速发展，GNSS接收机作为实时的十参数传感器（三维位置、速度、姿态和一维时间）的导航服务性能（精度、可用性、完好性、连续性）得到了极大的提高，

5、卫星导航应用领域也不断拓展，在国民经济和社会发展中发挥的作用更加明显。但由于GNSS固有脆弱性、差错存在的普遍性和不确定性及信号易受遮蔽等不足，使很多用户对GNSS所提供服务的信任程度大大降低。如果没有完好性的服务性能作保障，GNSS只能充当辅助导航角色，也就是说GNSS作为主用导航设备必须跨越完好性这道门槛。GNSS完好性监测相关领域的研究已经成为国际国内GNSS研究热点之一。本文针对当前国内外GNSS完好性监测和性能增强技术研究中存在的一些弱点和盲点问题，依托国家高技术研究发展计划（863计划）课题“GNS

6、S脆弱性分析及信号传输环境研究”等项目研究内容，全面分析了GNSS完好性的根源和本质；深入研究了解决GNSS完好性问题的途径和方法；从全局高度提出了三级GNSS完好性监测的完整理论体系，构建了GNSS完好性监测综合评估系统架构，分别应用质量控制理论、信号分析理论和一致性检测理论实现全球系统级星座完好性监测、区域增强级信息完好性监测和终端应用级用户完好性监测；提出了基于质量控制的GNSS星座完好性综合评估方法；设计和实现了GNSS信号质量伺服天线跟踪监测系统；改进了快速随机抽样一致完好性监测方法；在GNSS完好性

7、监测性能增强技术研究方面着重分析了终端用户接收机在有其他冗余信息可进行差分时的GNSS完好性监测方法及辅助性能增强技术；同时也开展了GNSS姿态测量领域的完好性监测研究。本文通过GNSS仿真和实际完好性监测数据验证了上述研究结果，可以为GNSS完好性监测和性能增强提供参考，具有重要的理论意义和工程实用价值。这种层次分析方法和结论对其他卫星系统（如通信、遥感、气象、资源、侦察）的各种服务性能监测和增强也有一定借鉴价值。本文主体结构可分为“GNSS完好性基本理论”、“GNSS完好性监测体系”和“GNSS完好性辅助性

8、能增强”三个主题。本文4个主要创新点简述如下：（1）全面分析了GNSS完好性问题的产生机理和内涵及外延，按施行完好性监测的主体所在位置和特性，依据对应的分析方法理论分层次提出了三级GNSS完好性监测的完整理论体系，并构建了GNSS完好性监测综合评估系统架构，可以为GNSS完好性监测的研究和实施提供参考，这种层次分析方法和结论对其他卫星系统的各种服务性能监测和增强也有一定的借鉴价值。-i