广域实时精密定位系统的卫星钟差及UPD分步提取优化算法研究

Wide-area real time precise positioning system can provide real time precise positioning service to users in great regions, thus has broad application prospects and becomes the hotspot in the GNSS research field. Due to the irregularity of satellite clock error and un-calibrated phase delay (UPD), these products should be estimated in real time to satisfy the accuracy requirements, which is the key problem in system design. Currently, the updating frequency requirement cannot be satisfied when generating two products together based on the fixed network solution, while the accuracy is comparably lower when generating them sequentially. Consequently, further research should be done..An improved multi-layer processing strategy will be proposed in the project. Firstly, an improved real time high-rate satellite clock error estimation algorithm is designed by importing several constraints. Then, the clock error is fixed, and a real time UPD estimation method based on the fixed double difference ambiguity information is designed. The main focus include how to accelerate the convergence of satellite clock error initial bias, how to import the zenith wet delay results from PPP ambiguity resolution to improve the accuracy of clock error variation estimation, together with how to obtain fixed double difference ambiguity results efficiently and import them to the UPD estimation process. Our method is of important theoretical significance and application value, since it can provide technical support to the construction of the system, and further improve the performance of the system.

广域实时精密定位系统可以提供大范围、实时、高精度定位服务，具有广泛的应用前景，是当前GNSS领域的研究热点。卫星钟差和初始相位偏差（UPD）产品由于其时变不规律性，需要实时估计以满足用户精度需求，是系统算法的核心。目前，基于整网固定解方式同时提取两类产品无法满足实时更新频率需求，而分步提取时产品精度相对偏低，需要开展进一步的研究工作。.本项目旨在提出一种改进的产品分步提取策略，首先设计引入多种约束信息的实时高频卫星钟差估计优化算法，然后固定卫星钟差，按照单站-网络的思路，设计基于双差模糊度固定解的UPD快速提取方法。重点研究内容包括如何加速卫星钟差初始时刻偏差收敛，如何引入PPP模糊度固定的天顶对流层湿延迟结果提高钟差变化估计精度，以及如何快速获取双差模糊度固定解并用于UPD产品快速提取。本项研究可以为系统建设提供技术支持，进一步提高系统服务性能，具有重要的理论意义和应用价值。

广域实时精密定位系统可以提供大范围、实时、高精度定位服务，具有广泛的应用前景，是当前GNSS领域的研究热点。卫星钟差和初始相位偏差（UPD）产品作为广域实时精密定位系统的两类核心产品，是决定系统服务精度的关键因素。目前，基于整网固定解同时提取两类产品无法满足实时更新频率需求，而分步提取方式的产品精度相对偏低，因而需要开展进一步的研究工作。本项目旨在针对上述问题以及系统中的其它相关影响因素开展研究，最终形成一套较为完善的实时精密定位原型系统。.项目组在总结现有方法的基础上，提出在基于整网固定解提取低频卫星钟差和UPD的基础上，利用改进的历元间差分方法估计高频卫星钟差。分析结果表明，基于上述方法可以快速估计高频卫星钟差和UPD信息，且高频卫星钟差产品与基于整网固定解的卫星钟差产品之间的差异远低于卫星钟差产品本身的精度，仅造成较小的精度损失。.基于GNSS数据的实时精密单点定位（PPP）技术在海量基准站的水汽提取方面具有显著优势，是广域实时精密定位系统的一个重要应用领域。项目组开展了基于实时GNSS数据流提取实时对流层产品的研究工作。在CNES提供的PPP-Wizard软件基础上，完善观测模型，改善定权策略并开展长期连续测试，形成一套满足实时对流层研究精度需求的实时水汽提取软件，并基于该软件评估分析了多系统观测数据和PPP模糊度固定策略在实时水汽产品提取的初始化速度和产品精度上的作用。.在长期开展的基于GNSS观测数据的卫星钟差估计和PPP算法研究基础上，项目组完成了实时数据流接入、钟差拟合及改正信息生成等功能，初步建立了基于全球/区域实时数据流的精密定位原型系统，并基于澳大利亚的GPS/BeiDou实时数据流重点评价了区域情形下系统的服务性能。.联合处理GPS/GLONASS数据时，必须对GLONASS码观测值通道偏差进行合理模型化。项目组基于不同的模型化策略进行卫星钟差估计，并利用上述钟差产品进行用户定位，评估分析基于不同策略的用户定位精度，形成了合理的误差处理策略。