面向实测环境的高精度GNSS动态定位检定关键技术研究

For practical demand of high-precision GNSS performance evaluation, this project aims at improving the accuracy and continuity of the calibrating benchmark, and developing the theory and methods of GNSS dynamic positioning performance evaluation. The concrete research approaches are as follows. By using the methods of spatiotemporal synchronization and error compensation technique between benchmark and measured equipment, the testing environment with equivalent signal quality and identical temporal-spatial error is built. Taking advantage of multi-frequency GNSS redundant observations, a new tightly integrated positioning model based on GNSS supplemented by INS is established. Furthermore, the continuous measurement standard of sub-centimeter level is founded after off-line resolution combined with CORS stations. Using the GNSS measurement samples in dynamic condition, a precision statistics method and positioning error expressions which considered the time-space distribution character are proposed under the time-space distribution character. This project is expected to have breakthroughs in establishing the high-precision calibrating benchmark, and achieve an objective dynamic performance evaluation method under practical situation. In general, this project could contribute suggestion for GNSS constellation optimization, and give a theoretical reference to terminal development and standard establishment.

针对高精度GNSS(如RTK)动态定位性能检定的现实需求，致力于突破高精度且连续的检定基准关键技术，发展真实路测环境下GNSS动态定位性能的评价理论与方法。具体研究思路为：基于车载平台系统，利用信号转发器构建动态条件下同源GNSS信号，研究基准和待检GNSS观测信号时空同步与误差补偿技术，建立观测时空一致且信号质量等价的检测环境；发挥多星座多频GNSS观测信息冗余的技术新优势，构建INS增强、GNSS为主的新型GNSS/INS紧组合定位模式，与CORS站联合事后解算建立亚厘米级且连续的检定基准；针对动态观测条件下GNSS定位测量样本特征，建立顾及时空变化特征的高精度GNSS动态定位误差表达与精度统计方法。项目有望破解动态条件下GNSS定位高精度检定基准构建的难题，建立能够客观反映实际应用环境下GNSS动态定位性能评估的方法，对于导航星座运行优化、终端研制能力提升和检定标准制定具有理论意义。

针对高精度GNSS(如RTK)动态定位性能检定的现实需求，致力于突破高精度且连续的检定基准关键技术，本项目发展了真实路测环境下GNSS动态定位性能的评价理论与方法。围绕研究目标，主要开展了以下四方面的研究：（1）基于车载平台系统，利用信号转发器构建动态条件下同源GNSS信号，研究了基准和待检GNSS观测信号时空同步与误差补偿技术，建立了观测时空一致且信号质量等价的检测环境；（2）发挥多星座多频GNSS观测信息冗余的技术新优势，构建了基于混合机器学习的车载动态GNSS多径/NLOS检测模型，研究了INS辅助GNSS实时周跳探测与修复方法，构建了INS增强、GNSS为主的新型GNSS/INS紧组合定位模式；（3）针对动态观测条件下GNSS定位测量样本特征，研究了基于验后残差的GNSS动态定位结果质量控制方法和基于抗差估计和改进AIME的GNSS数据质量控制方法；（4）开发了一套高精度的 GNSS动态定位车载检测系统，实现卫星信号同源转发和误差补偿，具有高精度GNSS动态定位评估检定能力。通过上述研究，本项目在基准和待检观测时空同步且信号质量等价的前提下，采用INS增强辅助、融合CORS数据进行多星座多频GNSS事后解算的技术思路，获得了亚厘米或毫米级且连续的定位精度，作为RTK等动态定位的检定基准。项目发表学术论文22篇（SCI论文17篇，EI论文3篇，会议论文2篇），申请发明专利13项（其中一项PCT专利，授权2项国家发明专利），申请软件著作权4项，培养博士研究生6名、硕士研究生4名，本项目研究成果作为部分内容，获得了2018年江苏省科学技术一等奖、2020年中国卫星导航定位协会科技进步一等奖。项目破解了动态条件下GNSS定位高精度检定基准构建的难题，建立能够客观反映实际应用环境下GNSS动态定位性能评估的方法，对于导航星座运行优化、终端研制能力提升和检定标准制定具有理论意义。