大规模GNSS网多系统三频数据整体快速精密处理方法研究

The rapid development of Beidou system (BDS) and the modernization of GPS, as well as the increasing number of GNSS ground network, have brought many opportunities and challenges to GNSS data processing and analysis. Not only more stable and reliable GNSS orbit and clock, but also precise coordinate and tis covariance could be derived from integrated data processing of GNSS triple-frequency data for huge network. However, it is rather hard to realize the integrated data processing of GNSS triple-frequency in a strict way. In order to solve this problem, this work intends to develop a new efficient method for huge network of integrated data processing for GNSS triple-frequency data, where the phase inter-frequency bias and UPDs are firstly derived from a suitable network; then, an ambiguity-fixing method for trip-frequency data are developed for converting all phases to Carrier-ranges; After that, the final integrated network data processing are carried out based on Carrier-ranges. The results could extend the application of triple-frequency signals, and could provide important technical support for establishment of high-precision reference frame and the related geodetic researches.

GNSS网规模的不断增大和多系统、多频率数据的日益增加，给GNSS数据处理与分析及应用带来了很多机遇与挑战。整体快速解算大规模GNSS网多系统三频数据，不仅能获得更为稳定、可靠的精密轨道、钟差等产品，还能获取严密精确的坐标估值和协方差信息。然而，目前大规模GNSS网多系统三频数据整体处理难以严密快速实现，限制了大规模、多系统GNSS网的应用水平和服务能力。为此，本项目拟提出相位频间偏差估计新方法，以改善与钟差等参数的自洽性；突破顾及北斗轨道误差的三频单站模糊度固定关键技术，构建可靠的高精度距离观测值；拓展基于高精度距离观测值的三频数据快速严密处理模型，并引入计算机并行算法，进一步提高计算效率；基于上述成果，研制相应的软件，实现大规模GNSS网三频数据整体快速精密处理。研究成果不仅能促进多系统多频率信号在精密定位与定轨中的应用，而且能为高精度参考框架建立及相关地学研究提供重要技术支撑。

全球卫星导航系统（GNSS）基准站网是高精度导航与位置服务的支撑平台，也是坐标框架建立、地壳运动监测、精密卫星轨道确定等科学和工程应用的重要基础设施。随着全球四大GNSS系统的建设和地面基准站网规模的增大，多系统、大规模基准站网的整体分析成为了GNSS数据处理领域的难题。研究多系统多频率基准站网的整体处理方法不仅能提高处理成果的稳定性与可靠性，还能提供完整的站间相关性，对地壳形变监测、坐标框架建立与维持等研究具有重要的科学意义及应用价值。.本项目主要以全球GNSS跟踪站为研究对象，在传统的大规模网处理方法基础上，突破了GNSS三频相位频间偏差标定、GNSS单站三频模糊度固定及多系统三频数据整体快速处理等关键技术，拓展了基于高精度距离观测值的快速处理方法：首先，实现了GNSS三频信号相位频间偏差、系统间偏差和硬件延迟等参数的估计，深入研究其参数特性；然后，提出了顾及BDS轨道误差的多系统UPD估计方法，实现可靠的三频单站模糊度固定；最后，完善和拓展基于Carrier-Range的大规模网整体快速处理方法，将GPS双频方法扩展为多系统三频情况，并引入并行计算模式，进一步提高计算效率，实现大规模GNSS网三频数据整体快速精密处理。同时，还研制了大规模网数据处理平台。.项目的主要创新成果包括：.（1）深入研究了GNSS系统间与系统内伪距及相位频间偏差，建立了基于单差观测值的频间偏差估计方法，实现了三频观测值相位频间偏差及系统间偏差的同步估计；.（2）发展了GNSS单站三频模糊度固定方法，提出了根据验后残差优化随机模型的方法，提高了模糊度固定的成功率和可靠性；.（3）有效分离了UPD、钟差和相位频间偏差等参数，将基于Carrier-Range的大规模GNSS网处理方法拓展为多系统、三频数据整体快速精密处理方法；.（4）发展了一套多系统GNSS数据处理平台。.本项目的研究成果不仅能促进多系统三频信号在精密定位定轨中的应用，而且为高精度参考框架建立及相关地学研究提供重要技术支撑。项目已发表论文17篇，其中SCI论文15篇，合作培养硕士生4名。