嵌入式實(shí)時(shí)GPS-GLONASS組合精密單點(diǎn)定位技術(shù)研究.pdf

1、精密單點(diǎn)定位(Precise Point Positioning，PPP)是指利用高精度的GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）衛(wèi)星軌道和衛(wèi)星鐘差，通過單臺GNSS接收機(jī)的雙頻載波相位觀測值就可實(shí)現(xiàn)全球ITRF框架下任何位置的高精度定位。PPP技術(shù)集成了標(biāo)準(zhǔn)單點(diǎn)定位和相對定位的優(yōu)點(diǎn)，是GNSS定位中繼RTK/網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的一次技術(shù)革命。目前，對PPP技術(shù)的研究大都基于PC機(jī)端的事后解算，或事后模擬實(shí)時(shí)的處理策略，在實(shí)時(shí)性和動態(tài)性方面難以滿足實(shí)際

2、工程應(yīng)用的需求。本文基于便攜式應(yīng)用平臺，對嵌入式實(shí)時(shí)GPS/GLONASS組合PPP技術(shù)展開研究，主要研究工作如下:
　　確定嵌入式實(shí)時(shí)GPS/GLONASS組合PPP的函數(shù)模型及誤差處理方法。重點(diǎn)分析幾種常用的PPP函數(shù)模型的觀測方程、待估參數(shù)、系統(tǒng)冗余度、濾波矩陣等特點(diǎn)，結(jié)合嵌入式處理器的主頻、內(nèi)存等特性，最終采用無電離層組合模型作為論文的觀測模型。PPP需要嚴(yán)格改正定位誤差及控制觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量，基于此論文從衛(wèi)星端、傳播過程和接

3、收機(jī)端三個(gè)方面分別介紹誤差的來源，并對各項(xiàng)誤差進(jìn)行改正，通過對粗差和周跳的探測來控制觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量，使用標(biāo)準(zhǔn)Kalman濾波對位置、接收機(jī)鐘差、模糊度等待估參數(shù)進(jìn)行濾波估計(jì)。
　　研制基于ARM+Linux一體化嵌入式硬件平臺。綜合分析嵌入式實(shí)時(shí)PPP算法對運(yùn)行環(huán)境的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、成本等多方面的需求，采用基于ARM920T核的S3C2440A作為處理器的主控芯片。根據(jù)功能需求設(shè)計(jì)存儲模塊、電源模塊、通信模塊、衛(wèi)星板卡模塊等外圍電

4、路，并對Linux操作系統(tǒng)進(jìn)行裁剪移植，以實(shí)現(xiàn)軟硬件系統(tǒng)的一體化設(shè)計(jì)。
　　開發(fā)嵌入式實(shí)時(shí)GPS/GLONASS組合PPP軟件。利用嵌入式Linux系統(tǒng)多線程并發(fā)處理機(jī)制，研究在嵌入式平臺下接收機(jī)原始觀測數(shù)據(jù)和基于Ntrip協(xié)議的衛(wèi)星軌道鐘差改正數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理策略，實(shí)現(xiàn)雙系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)獲取、解碼、時(shí)空基準(zhǔn)統(tǒng)一、衛(wèi)星位置計(jì)算及修復(fù)、誤差的精確建模改正和Kalman濾波解算等功能為一體的嵌入式軟件。
　　嵌入式GPS/GLONA

5、SS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)質(zhì)量分析及PPP定位結(jié)果驗(yàn)證。首先，利用TEQC和RTKLIB軟件對嵌入式平臺提供的雙系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量分析，原始數(shù)據(jù)質(zhì)量較好，其數(shù)據(jù)利用率高達(dá)99％，可為實(shí)時(shí)PPP提供可靠的數(shù)據(jù)源;接著，對IGS分析中心提供的軌道鐘差改正數(shù)據(jù)進(jìn)行精度評定，廣播星歷經(jīng)其修復(fù)后軌道精度點(diǎn)位誤差約10 cm，鐘差精度0.25～0.4ns，基本滿足PPP對軌道鐘差精度的需求;最后，對嵌入式實(shí)時(shí)GPS/GLONASS組合PPP的定位結(jié)果進(jìn)行分析，精度