高鲁棒性BDS_GPS精密定位技术研究

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1、西北工业大学博士学位论文（学位研究生）题目：高鲁棒性BDS/GPS精密定位技术研究作者：宋玉龙学科专业：信息与通信工程指导教师：廉保旺教授2017年9月RobusthighprecisionpositioningforcombinedBDSandGPSBySongYu-longUndertheSupervisionofProfessorLianBao-wangADissertationSubmittedtoNorthwesternPolytechnicalUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofI

2、nformationandCommunicationEngineeringXi’anP.R.ChinaSeptember2017摘要摘要城市用户对全球卫星导航系统(GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS)高精度位置服务的需求日益增长，在无人机、自动驾驶、物联网、智能交通等应用中，实时动态(RealTimeKinematics,RTK)差分定位凭借着高精度和实时性成为其关键技术。随着各大城市连续运行参考站的建设，使得中/短基线RTK定位的普及成为可能。然而，城市里高大密集的建筑物会频繁地遮挡卫星信号，严重影响RTK定位的连续性和可用性。为了提高城市等恶劣环境下

3、高精度RTK定位的鲁棒性，本文从引入多系统参与定位、改进接收机算法和融合外部辅助信息三个方面进行深入研究，所做的主要工作及创新性研究成果如下：(1)为了提高恶劣环境下模糊度解算过程的鲁棒性，提出北斗卫星导航系统(BeiDouSatelliteNavigationSystem,BDS)改进几何无关/几何相关三频模糊度解算(GeometryFree/GeometryBasedThreeCarrierAmbiguityResolution,GF/GB-TCAR)算法和BDS/GPS双系统多频模糊度解算算法。实验结果表明，提出算法在中/短基线下的模糊度固定成功率具有明显提升，且均可在单历元下获得较高

4、成功率，算法的鲁棒性得到增强。(2)为了保证恶劣环境下模糊度解和RTK定位结果的正确性，提出一种普遍适用于单系统和多系统的实时模糊度跳变探测与修复算法。实验结果表明，算法具有较高的周跳探测成功率和周跳定量正确率，并能够识别并修正错误的模糊度解，使得中/短基线下模糊度解的正确率大幅提升。(3)为了提高信号遮挡环境下环路跟踪的鲁棒性和RTK定位的连续性，提出改进的BDS/GPS双系统自适应矢量延迟频率锁定环(VectorDelayFrequencyLockLoop,VDFLL)结构，以及基于该矢量环的鲁棒跟踪算法。实验结果表明，改进VDFLL下的定位定速精度得到提升，且基于该矢量环的鲁棒跟踪算法

5、能够保证环路在信号遮挡环境下正确锁定，并提升RTK定位的连续性。(4)为了利用外部辅助信息提升信号遮挡环境下的基带信号处理和定位解算性能，提出基于RINEX信息和用户间测距信息的BDS/GPS双系统合作定位算法。实验结果表明，纯GNSS信息合作定位算法可以有效缩短用户的首次定位时间，而混合信息合作定位算法则能够在可用卫星不足的深度遮挡环境下仍然保持正确定位。关键词：北斗卫星导航系统，全球定位系统，实时差分，矢量跟踪，合作定位IAbstractAbstractTherearegrowingdemandsforglobalnavigationsatellitesystem(GNSS)precis

6、elocationservicesincrowdedurbanareas.Duetothehighprecisionandinstantaneity,real-timekinematics(RTK)positioningbecomesthekeytechniqueforapplicationssuchasunmannedaerialvehicle,automaticdrive,theinternetofthings,intelligenttransportationsystem.Currently,RTKpositioningforshorttomediumbaselinewillbewid

7、elyadoptedasthedevelopmentofcontinuousoperatingreferencestationsincities.However,satellitesignalwillbefrequentlyblockedbydensebuildings,andthecontinuityandavailabilityofRTKpositioningwillbeimpactedseriously