目录
第一章绪论 (1)
1.1全球卫星导航系统发展简介 (1)
1.2国内外研究背景及现状 (3)
1.2.1 周跳与钟跳探测研究现状 (4)
1.2.2 GNSS数据质量检查研究现状 (5)
1.3研究的目的与意义 (6)
1.4研究内容及论文组织 (7)
第二章GNSS观测数据预处理 (9)
2.1GNSS基本观测量 (9)
2.1.1 伪距观测值 (9)
2.1.2 载波相位观测值 (9)
2.1.3 多普勒观测值 (10)
2.2观测值的误差源 (10)
2.2.1 与卫星有关的误差 (11)
2.2.2 与传播路径有关的误差 (11)
2.2.3 与接收机有关的误差 (13)
2.3常用的双频观测值线性组合 (13)
2.3.1 伪距观测值间的线性组合 (14)
2.3.2 载波相位观测值间的线性组合 (14)
2.3.3 不同类型观测值间的线性组合 (15)
2.4常用的三频相位观测值的线性组合 (16)
2.5本章小结 (18)
第三章GNSS观测数据质量评估 (19)
3.1R INEX 3.02使用说明 (19)
3.2TEQC简介 (21)
3.2.1 TEQC使用指南 (21)
3.2.2 QCVIEW可视化分析 (23)
3.3数据质量检查原理 (24)
3.3.1 数据利用率与信噪比 (24)
3.3.2 电离层延迟变化率 (25)
3.3.3 多路径效应 (25)
3.3.4 周跳比与钟跳 (26)
3.4本章小结 (26)
V
第四章BDS观测数据的周跳探测与修复 (27)
4.1周跳探测与修复理论基础 (27)
4.1.1 周跳的定义 (27)
4.1.2 周跳产生的原因及影响 (28)
4.1.3 周跳探测与修复的思路与方法 (28)
4.2单频观测值周跳探测与修复 (29)
4.2.1 高次差法 (29)
4.2.2 多普勒观测值法 (33)
4.3双频周跳探测与修复 (35)
4.3.1 M-W组合法 (35)
4.3.2 一次电离层残差法（PIR）与二次电离层残差法（STPIR） (38)
4.3.3 联合M-W组合与STPIR组合探测与修复周跳 (41)
4.4三频观测值周跳探测与修复 (42)
4.4.1 三频伪距相位组合 (42)
4.4.2 三频无几何相位组合 (47)
4.4.3 三频相位无电离层无几何组合 (49)
4.5本章小节 (52)
第五章GNSS观测数据质量评估软件实现及分析 (53)
5.1GNSS数据质量评估软件实现 (53)
5.2QC软件的有效性验证 (56)
5.3BDS数据质量分析 (58)
5.3.1 钟跳 (58)
5.3.2 多路径效应分析 (58)
5.3.3 信噪比分析 (61)
5.4GNSS数据质量分析 (61)
5.5本章小结 (63)
结论与展望 (64)
结论 (64)
下一步工作 (65)
参考文献 (66)
攻读学位期间取得的研究成果 (70)
致谢 (71)
VI
第一章绪论
第一章绪论
卫星导航开始于20世纪70年代，具有实时性、全天候和高精度等特点。为了满足本国民用和军用的需求，许多国家都已开始发展自己的卫星导航系统。全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System）简称GNSS，目前主要有四大全球卫星导航系统：美国的GPS（Global Positioning Syetem）、俄罗斯的格洛纳斯（Global Navigation Satellite System,GLONASS）、中国的北斗导航系统（BEIDOU Satellite Navigation System,BDS）和欧盟正在筹建的伽利略(Galileo)[34]。不同的导航卫星系统都具有各自的特点，在数据处理时需要考虑不同系统的轨道、信号、频段等差异，数据预处理及数据质量评价是获得高精度导航定位结果的关键环节。因此，本文系统研究了数据预处理及数量质量评估的方法，并结合北斗系统的特点着重分析北斗数据周跳探测方法，评价GNSS多系统的数据质量，为多系统数据融合奠定一定的基础。
1.1 全球卫星导航系统发展简介
GPS是美国国防部设计、建设、控制和维护的第二代空间定位系统，是目前全球星座组网最完善、定位精度最高、应用最广泛的卫星导航系统。GPS的基本星座由24颗工作卫星组成，均匀分布在6个中地球轨道（MEO）上，轨道与赤道的夹角为55°，轨道高度约为20200km，轨道周期为11h58min，每颗卫星一天绕地球飞行两次[11-13]。GPS采用码分多址（CDMA）的方式播发信号，在建设初期，仅调制了2个导航信号，即L1频段和L2频段，在L1频段的I支路上调制出民用的C/A信号，在Q支路上调制出军用的P信号；在L2频段上只调制出军用的P码信号[55]。在GPS现代化进程的推进下，美国又开发出第三个民用信号L5，目前该频段信号已经开始部署并有8颗卫星开始工作，分别为：G01、G03、G06、G09、G24、G25、G27和G30。根据文献[55,61]，GPS信号频段特征及发展历程如表1.1所示。
表1.1 GPS信号频段的发展
时间GPS卫星信号种类频率/MHz 服役年限/年应用对象
1978-2004 BlockⅠ/ⅡL1(C/A); 1575.42 7.5 军民两用
/ⅡA/ⅡR L1(P) ;L2(P) 1227.6 7.5 军用2005-2009BlockⅡR(M) L2(C) 1227.6 7.5 民用
2010-2016 BlockⅡF L5 1176.45 12 民用
2016 以后GPSⅢL1(C) 1575.42 15 民用
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