精密单点定位场景下基于动态多路径半天球图模型的多径效应抑制
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作者
赵锦华赵菊敏李灯熬毋凡铭
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单位
太原理工大学电子信息与光学工程学院大数据融合分析与应用山西省重点实验室山西省智能感知工程研究中心太原理工大学计算机科学与技术学院(大数据学院)
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摘要
多径效应作为伪距观测和载波相位观测过程中的重要误差来源,严重影响复杂环境下的精密单点定位精度。传统多路径半天球图模型(Multipath Hemispherical Map,MHM)是一种利用多径信号空间重复性特点进行多径建模并抑制多径效应的方法,该模型对接收机周围的多径误差进行建模用于后续观测日的多径实时校正,提高残差划分网格的分辨率是提升模型中多径校正值精度的普遍手段,但这不仅增大了计算成本,也使得许多网格中的残差数量太少从而导致残差均值结果可靠性下降。针对该问题,提出动态多路径半天球图模型(Dynamic Multipath Hemispherical Map,D-MHM)进行两次多径建模,通过设置残差阈值来保证网格的残差数量充足,在使用较高分辨率网格建模得到的高精度多径校正值基础上,在第二次建模时对不满足阈值未被建模的区域使用较低分辨率网格进行建模,避免多径校正时因对应网格的校正值缺失而导致多径校正率下降的问题。首先介绍了从观测结果中提取多径残差的过程,然后探究了网格分辨率等参数对D-MHM建模效果的影响,最后评估了它在多径残差校正率和定位精度改善方面的性能。实验结果表明,相较于MHM,使用D-MHM模型在多径残差的校正性能方面可以提升大约7.7%,东、北、天三向的定位精度改善效果分别可以提升8.1%、5.6%、6.7%。该方法在接收机周围的信号环境探测与地震波监测等领域也有重要价值。
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关键词
GNSS精密单点定位多路径效应残差阈值动态模型
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文章目录
1 PPP多径误差提取
2 基于动态多路径半天球图模型的多径校正
2.1 网格划分与统计学检验
2.2 动态多路径半天球图模型构建
3 实验结果与分析
3.1 数据获取
3.2 数据处理
3.3 实验结果分析
3.3.1 最佳网格分辨率分析
3.3.2 残差阈值分析
3.3.3 最佳建模天数分析
3.3.4 D-MHM多径抑制性能分析
4 结论