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题目:基于双频用户多系统广域增强技术研究

关键词:星基增强系统;卡尔曼滤波;CT改进模型;用户差分距离误差;双频多系统

  摘要


双频多系统是星基增强系统(SBAS)的发展趋势。双频可以有效修正电离层延迟误差,提高对太阳活动和电磁风暴的抗干扰能力,实现简单,易于工程实现;多系统可以解决可见星不足的问题,提供更好的空间卫星布局,提高导航定位的稳定性和可靠性。

本文从工程实际应用出发,研究内容主要包含以下三点:

第一,研究了世界上SBAS的现状和发展趋势,明确了双频多系统技术的工程应用背景;根据《IWG星基增强系统L5接口控制文件(SBAS L5 ICD)草案》研究了DFMC电文类型B、C、D、E1/E2、F、G、H等;利用IGS组织提供的GPS实测数据对分布于6个轨道平面的卫星分别进行全年的空间信号误差的分析,结果表明空间信号误差具有周期性波动特点。

第二,在广域增强信息的计算方法中,提出了基于恒转弯改进模型的卡尔曼滤波解算卫星星历误差修正数、卫星星钟误差修正数以及用户差分距离误差(UDRE),通过与传统的恒加速度模型的性能对比分析,验证了基于恒转弯改进模型的卡尔曼滤波方法对多系统条件下不同轨道的卫星都有较强的适用性,表明该算法在多系统广域增强主控站中有良好的应用前景。

第三,在双频用户端信息增强信息处理技术中,通过对目前DO-229D标准单频用户定位和保护级算法中伪距噪声方差的改进,利用双频观测量修正电离层传输延迟,实现双频用户端增强信息处理;通过中国区域6个典型地点的测量结果表明双频用户端在BDS和GPS多系统条件下广域增强效果符合精密进近规定的门限,统计时段内系统未出现完好性风险,未出现不可用情况,具有很好的工程应用价值。