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GPS/GLONASS/BDS组合单点定位研究

1.55万字 46页 原创作品，已通过查重系统

摘 要
随着我国北斗卫星导航系统的建成与运行 美国GPS的现代化以及俄罗斯GLONASS的逐步恢复 GPS、GLONASS以及BDS三大卫星导航系统已具备独立服务能力，三者竞相发展的局面已初步形成。与单个卫星导航系统相比 多系统组合将显著增加可视卫星数目、改善卫星的几何分布构型 进而提高导航定位的可用性、可靠性、连续性和精度 已成为GNSS导航定位发展的重要趋势之一。因此，研究GPS/GLONASS/BDS系统组合单点定位具有重要的现实意义。本文内容包括以下几个方面：
1. 在分析GNSS单点定位数学模型的基础上，研究了GPS/GLONASS和GPS/BDS双系统组合伪距单点定位的数学模型，并利用Matlab编程实现了GPS单系统、GLONASS单系统、BDS单系统、GPS/GLONASS组合系统和GPS/BDS组合系统伪距单点定位程序。
2. 选取亚太区域均匀分布的6个包含GPS/GLONASS/BDS三系统的IGS测站，分别在五种GNSS定位模式下，处理了2014年和2015年连续两周的数据。以IGS提供的精确测站坐标为参考值，分别评估了各定位模式下，测站平面和高程定位精度及PDOP值变化情况。
3. 通过对GPS单系统、GLONASS单系统、GPS/GLONASS组合系统三种模式下的定位偏差RMS值进行统计，结果表明：GPS单系统平面分量精度优于1.5 m、高程分量精度优于 3 m；GLONASS单系统平面分量精度约为2.5 m、高程分量精度约为 6 m；与GPS单系统相比，GPS/GLONASS系统组合能进一步提高定位精度，其平面分量精度优于1 m、高程分量精度优于 2.5 m。
4. 通过对大量IGS测站数据的预处理发现，目前仅在亚太区域BDS系统有较好的可用性。通过对GPS单系统、BDS单系统、GPS/BDS组合系统三种模式下的定位偏差RMS值进行统计，结果表明：BDS单系统平面分量精度基本优于10 m、高程分量精度优于15 m；与GPS单系统定位精度相比较差。GPS/BDS组合系统并不一能提高定位精度，但能显著改善卫星几何构形，PDOP值相对较小。


关键词：GPS；GLONASS；BDS；组合系统；伪距单点定位；精度分析