载波相位平滑伪距定位算法提升GPS精度

本文主要探讨了在卫星导航定位领域，特别是全球定位系统(GPS)中的载波相位平滑伪距单点定位技术。GPS作为全球最先进的导航系统之一，其广泛应用在军事和民用领域，对导航和定位的精度要求越来越高。论文首先概述了GPS系统的基本情况，强调了其在实时定位中的重要性。 在GPS定位技术中，伪距测量虽然具有较高的精度，但通常只能达到米级。为了提升定位精度，文章重点介绍了载波相位平滑伪距技术。载波相位测量相较于伪距测量，精度可提升两个数量级。然而，由于求解过程中存在相位模糊度难以直接确定的问题，直接使用相位测量伪距存在困难。为此，论文提出了利用载波相位观测量辅助码伪距观测量的方法，通过对不同时刻的载波相位观测值进行平滑处理，从而获得更高精度的伪距测量。 具体算法步骤包括： 1. 对于每个时间历元，通过已知的载波相位推估值修正当前时刻的伪距，得到初步估计。 2. 将所有推估值取平均，得出伪距的平滑值，这有助于减少噪声影响。 3. 重复以上过程，应用相同的平滑方法来计算后续时间点的伪距平滑值。 文中还涉及到GPS的绝对定位算法研究，包括伪码测量和载波相位测量两种方法的比较，提出了一种基于QR分解的递推解算算法，并结合最小二乘法进行了计算机仿真实验。此外，载波相位测量的整周模糊度解算理论是研究的核心内容，讨论了多种解周跳的方法，如典型的时间频域滤波(TOF)策略，对模糊度搜索策略进行了优化，并通过实例验证了改进方法的有效性。 对于周跳问题，文章介绍了现有的处理方法，如奇偶矢量法，并通过仿真验证了其在检测和修复周跳方面的效果。这些技术对于确保GPS定位的连续性和准确性至关重要。 本论文不仅深入分析了载波相位测量定位解算算法，还针对关键问题如整周模糊度和周跳的处理进行了创新性的研究，为提高GPS定位精度提供了实用的理论支持。论文的研究成果对于GPS技术的实际应用和发展具有重要的参考价值，为未来的导航定位技术研究指明了方向。