GNSS多系统实时厘米级非差定位模型及其质量控制

研究GNSS多系统实时厘米级非差定位模型及其质量控制，重点解决小角度多系统轨道统一的四元数模型及不同卫星系统时间差参数建模，建立不同时空基准转换对各卫星系统观测值的影响函数，降低不同基准转换对多系统协同定位结果的影响；研究不同频段观测值的特性，发展多频观测值误差预处理及轨道、对流层等误差模型，建立面向厘米级多频协同误差模型体系；研究多频协同误差与定位模型无缝组合的具体理论及方法，研究频段的最佳组合，权重确定及多频协同稳健整周模糊快速收敛与估计算法，针对非差定位模型中的非线性误差，研究非线性误差的稳健动态估计模型，建立厘米级非差多星座多频动态定位模型；建立非差实时定位的质量控制体系，建立GNSS多系统多频数据非差实时定位自主完备性监测算法，形成动态GNSS PPP RAIM 质量控制的通用模型。

（1）研究多星座时间和空间基准统一问题：利用四元数实现了GPS、GLONASS、COMPASS坐标系统统一，通过协调世界时和局部协调世界时解决了多星座系统时间的互相转换问题。.（2）研究了卡尔曼滤波模型异常探测、识别、可分性和可靠性。基于最小二乘的相关理论，将卡尔曼滤波动力学模型预测的参数作为伪观测值和实际观测值联立，推导卡尔曼滤波观测模型和动力学模型的相关理论，建立卡尔曼滤波模型的广义可靠性理论。通过实例验证，自适应抗差卡尔曼滤波能够处理各种卡尔曼滤波模型异常。.（3）研究GNSS PPP非差观测值周跳探测及修复问题。提出基于经验模态分解（EMD）异常值检测的周跳探测方法。研究了TECR/M-W组合周跳探测及修复算法，针对电子含量变化率（TECR）无法准确探测采样间隔较大（如30s）数据周跳的问题，提出利用TECR预测值与实测值的残差作为检验量进行周跳探测方法，消除TECR算法中时间项的影响。实验结果表明：改进的TECR/M-W组合周跳探测及修复算法充分利用两种算法的优点，提高了周跳探测及修复效率，对任意采样间隔、大小和不同组合的周跳均能有效探测并修复。.（4）提出无基站PPP模糊度解算方法。在常用的PPP模糊度解算方法的基础上，通过推导浮点模糊度、宽巷组合模糊度与窄巷模糊度三者之间关系，提出无基站PPP模糊度解算方法。利用SOPAC提供的ITRF坐标以及GAMIT解算结果作为真值，对全球IGS站数据与实测数据解算结果与之对比，验证提出的无基站PPP模糊度解算方法的解算精度和可靠性。实验结果表明：提出的PPP模糊度算法在定位精度和与参考坐标的绝对偏差上相对于浮点解都有明显提高。.（5）GNSS增加多余观测值，能够提高解算精度。在GPS精密单点定位软件平台和分析GPS与GLONASS系统差异的基础上，分别开发GLONASS精密单点定位软件和GPS/GLONASS组合精密单点定位软件，研究GLONASS精密单点定位各项改正的影响范围和确定GPS/GLONASS组合单点定位解算模型。通过蒙特卡洛模拟数据和IGS跟踪站数据研究高精度GNSS单点定位的质量控制和预警能力。.（6）自主开发GNSS PPP软件，实现GPS PPP、GNSS PPP的浮点解和固定解两种解算模式，验证提出的非差观测值周跳探测及修复和无基站模糊度算法的有效性和准确性。