融合轨检信息的多天线GNSS动态定位理论与方法及高铁轨道外部几何参数提取研究

Current external track inspection method based on total station can not meet the requirement for high-speed railway development. The research on quick external track inspection method is very important for high-speed rail track maintaintance and for the safty transportation of high-speed train. The accuracy of trational GNSS kinematic positioning can not meet the requirement of high-speed external track parameter surveying. The main factors affecting GNSS kinematic positioning are tropospheric delay error and multi-path error. The proposed method combining track inner parameters with multi-antennas data may effectively reduce tropospheric delay error and multi-path error, and may improve the accuracy of GNSS kinematic positioning, to meet the requirement of quick external track inspection. The main research topics including:1) GNSS kinematic cycle-slip detection and repair by combining inner track information with multi-antennas GNSS; 2) Kinematic tropospheric delay error estimate by combining inner track information with multi-antenna GNSS;3)Multi-path error extraction by combining inner track infirmation with multi-antenna GNSS.

现有基于全站仪的高铁轨道外部几何状态参数检测方法已不能适应高铁快速发展的需要。研究快速获取高铁轨道外部几何参数的理论与方法，对于高铁线路维护，对于保障高速铁路安全运营都具有重要意义。常规GNSS动态定位方法不能满足高铁外部几何状态参数测量精度要求，制约GNSS动态定位精度的两大关键因素是多路径误差和对流层误差。本项目提出融合轨检内部信息与多天线GNSS数据获取高铁外部几何状态参数的理论与方法可望有效削弱对流层误差和多路径误差的影响，从而提高GNSS动态定位精度，以满足高铁轨道快速检测的需求。主要研究内容包括：1）融合轨检内部信息的GNSS动态周跳探测与模糊度分解理论、方法；2）融合轨检内部信息与多天线数据的对流层误差估计理论与方法；3）融合轨检内部信息与多天线数据的多路径误差提取理论与方法。

结合GNSS在现有轨道检测技术中的应用背景，为了提高轨道检测效率，该项目提出综合利用轨道检测仪和GNSS各自的优势，研究了融合轨道检测信息和多天线GNSS数据的精密动态定位理论与方法，建立了相应的融合模型；提出了融合轨检信息的GNSS周跳探测与修复方法，融合轨检信息有助于改进周跳探测与修复的可靠性，特别是多周跳和连续周跳；提出了融合轨道检测信息的动态GNSS模糊度分解模型和方法，融合轨检信息有助于改进动态GNSS模糊度分解的成功率和可靠性；提出了融合轨道检测信息的GNSS相位多路径提取方法，该方法可以有效提取相位多路径误差，显著改进GNSS动态定位精度；研究了对流层延迟误差对GNSS精密定位的影响规律和削弱措施；研究成果为推动GNSS在轨道检测中的应用奠定了坚实的理论基础。