针对BDS全球系统特点的精密定位数据处理关键问题研究

The BDS (BeiDou Navigation Satellite System) will begin the global phase of experiment and deployment in the near future. Therefore, according to the design feature and application practice of the system, we will start the research with the evaluation of observations on L and S band for global phase BDS. Based on the characterization of satellite multipath delay on the different frequencies and observation types, the correction model of satellite multipath delay for BDS will be developed. In addition, after elaborating the characteristic of different observation combinations with real data, the optimal observation combination for different applications will be proposed. Moreover, the BDS-RTK performance of global phase will be assessed in aspects of different system and observation combinations and the recommended application mode will be suggested. Afterwards, we will analyse the temporal stability of BDS/GPS ISB (Inter-System Bias) for different receivers and its influence on tight combination of BDS and GPS. Finally, the complete processing scenario of precise positioning based on tight combination of BDS and GPS will be presented and assessed. Our research will provide the global phase of BDS with a series of theory, algorithm and technology and that will lay a foundation for expanding the application scope and exploiting the application potential of the system.

结合BDS即将开始全球系统试验和部署的应用背景，针对BDS全球系统设计特点和应用实践，从全球系统L频段和S频段的观测值特性的评估入手，分析不同频率和不同类型BDS卫星卫星端多路径效应的特点，建立BDS卫星端多路径效应改正模型；采用实测数据，阐释BDS全球系统不同组合观测量的特性，提出适用于周跳探测、模糊度固定和定位解算等不同应用场合的全球系统的观测量组合方案；评估不同系统和频率组合的BDS-RTK定位性能，给出BDS全球系统不同部署时期的RTK定位推荐应用模式；分析不同接收机在B1/L1频率的BDS全球系统/GPS间ISB的时变特性，研究ISB对RTK和PPP两类紧组合数据处理模式的影响，最终提出适用于BDS全球系统的高精度紧组合定位数据处理方案。研究成果可为BDS全球系统部署后的推广应用提供一系列理论、技术和算法，为进一步扩展BDS全球系统的应用领域，挖掘系统应用潜力打下坚实基础。

结合我国BDS全球系统（BDS-3）试验和部署的应用背景，针对BDS-3的设计特点和应用实践，项目组基于BDS-3建设过程中的实际问题和大量实测数据，研究了一系列BDS实时精密定位理论与算法。具体成果包括：（1）采用多种观测环境的实测数据对BDS-3的信号质量进行全面分析，包括卫星可见性、DOP值、载噪比、伪距噪声、多径等，针对多径特点提出一种基于广义神经网络的BDS多径实时估计方法；（2）针对采样间隔较大导致基于电离层残差法的周跳修复方程组病态等问题，提出一种可靠的BDS三频周跳探测与修复算法，针对消电离层组合会放大噪声的问题，提出了兼顾噪声和电离层延迟改正的弱电离层组合模型；（3）对质量控制理论与方法进行深入研究，针对PPP模糊度固定检验方法单一问题提出了一种基于贝叶斯后验概率检验的模糊度固定质量控制方法，针对动态PPP缺乏有效评估方法的问题提出一种改进的完好性保护水平计算方法；（4）深入研究了BDS/GPS/Galileo三系统ISB特性，通过零基线估计ISB，实现了三系统紧组合相对定位，通过实验验证了紧组合相对定位性能优于松组合相对定位；（5）深入研究了多系统精密定位理论与方法，针对观测值含有粗差影响观测值定权问题提出了抗差Helmert方差分量估计模型，针对海上环境无法实时数据流的情况提出一种基于BRF神经网络的卫星钟差预报算法；（6）在理论上对多系统PPP模型进行了统一表示，并提出一种简化的多系统组合PPP方法，在不损失定位精度的前提下提高了质量控制的效率。本项目的研究成果为BDS-3部署后的推广应用提供一系列理论和算法支撑，为进一步扩展BDS-3的应用领域，挖掘系统应用潜力打下坚实基础。.本项目研究期间共发表期刊论文27篇，其中SCI引用论文7篇，EI引用论文4篇。发表会议论文16篇，其中EI引用13篇。