论文总字数：26350字

摘 要

日本准天顶卫星系统(QZSS)是针对亚洲－大洋洲用户建设的区域性卫星导航系统。本文主要分析QZSS卫星运行轨道的特点、QZSS卫星的信号结构、QZSS卫星轨道计算的方法和结合实测数据，比较加入QZSS卫星前后基线解算指标的变化。分析结果对于我国在GNSS导航上有着突出的作用。

通过文献阅读理解QZSS系统的基本应用，用TBC软件对已有数据进行基线解算得到相应的结果，把GPS Galileo 北斗、GPS Galileo、GPS、Galileo、北斗、北斗 Galileo和北斗 GPS七种系统组合和3种高度角10°、15°和20°相结合，再将处理后的数据进行比对，最终得出QZSS卫星对GNSS基线解算的精度提高效果显著。

关键词：QZSS系统 GNSS系统 基线解算 Trimble Business Center软件

Analysis of QZSS satellite's influence on GNSS Baseline Vector Solution

Abstract

Quasi-Zenith Satellite System (QZSS) is a regional satellite navigation system for asia-oceania users. This paper mainly analyzes the characteristics of the orbit of QZSS satellite, the signal structure of QZSS satellite, the method of calculating the orbit of QZSS satellite and the measured data, and compares the changes of baseline calculation indexes before and after the addition of QZSS satellite. The analysis results are the key of China's GNSS navigation to be a role.

Understand the basic application of the QZSS system through literature reading, learn and be familiar with the baseline processing of the existing data in the Trimble Business Center software. The system combination is combined with three kinds of altitude angles of 10 °, 15 ° and 20 °, After comparing the processed data, it is finally concluded that QZSS satellite will Outstanding improve the accuracy of GNSS baseline calculation.

Keywords: QZSS system;GNSS;Baseline Vector Solution ;Trimble Business Center

引 言

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)在全球都在依赖卫星导航系统这一大趋势下所被研发的，其可满足于大部分需要利用到精准定位的行业，如交通，测绘和军事等方面，也为日本的普通用户提供了极大的便利。除美国的GPS之外，世界各国都在研发自己的导航系统，如俄罗斯的GLONASS系统，欧洲的Galileo系统和中国的北斗（BDS）系统。

日本因其地理地貌的原因，部分信号会被各种因素遮掩，从而导致部分用户无法接收到GPS信号，所以很多需要精准定位行业都无法进行进一步的发展，且很多用户已经对此提出了不满和建议，用户机用户在观察卫星时需要在高仰角的条件下进行，目前单一GPS系统已经无法满足城市导航定位服务的需求。为了能提高因障碍物不能完全展现GPS卫星在日本的性能，日本政府及民间合作研发QZSS系统用于增强GPS系统。

在通过Trimble Business Center软件对已有数据的处理可得知，QZSS系统对于基线解算的精度有着显著的提高。结果表明，QZSS GPS、GLONASS和北斗在各种复杂条件下的定位能力比各种组合或独立的GPS、GLONASS和北斗有着明显的增强。

对于日本而言这种多卫星的模式不仅给本地用户提高了更精确、更安全的导航服务，还大大加强了军事效益和经济效益。这无疑是对日本甚至整个亚太地区的一大福音。

目 录

摘 要 I

Abstract II

引 言 III

第一章 GNSS和QZSS概述 1

1.1 GNSS简介 1

1.1.1 GNSS的发展史 1

1.1.2 GNSS的相关属性 3

1.2 GNSS基线矢量解 4

1.3 QZSS卫星系统简介 5

1.4 QZSS卫星的信号结构 7

1.4.1 -SAIF信号 8

1.4.2 LEX信号 9

1.4.3 QZSS对GPS的兼容性 10

1.5 QZSS卫星轨道说明 11

1.5.1 QZSS卫星运行轨道的特点 12

1.5.2 QZSS卫星轨道计算的方法 13

第二章 QZSS卫星对GNSS基线解算的影响分析 15

2.1 对已有数据处理过程与结果 15

2.1.1对已有数据进行处理的过程 15

2.1.2处理结果 19

2.2 影响分析的结果 26

第三章 总结 38

3.1 结论 38

3.2 结束语 38

参考文献 39

致致谢 41

GNSS和QZSS概述

1.1 GNSS简介

1.1.1 GNSS的发展史

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,简称GNSS)，在我们的日常生活中GNSS系统已然成为不可缺少的部分，它给人们的出行提供了极大的便利，加快了每个国家的经济发展，是人类发展历史上的里程碑。它还标志着世界现代化强国的地位和国力，世界各国都在积极组建和部署自己的导航系统。

1.北斗：是中国自主研发的卫星导航系统，其主要作用体现在导航定位、经济发展、国家安全、地理测绘和民生需求等方面。并可以为全球地区提供高质量的服务。北斗最初的设计理念是为我国打造一个属于自己的导航定位系统，北斗的成功研制代表着打破了GPS垄断整个中国市场的局面，为我国的国家安全提供了强有力的保障。早在2000年我过就已发射了整个北斗系统的第一颗卫星北斗-1A，也标志着中国航空领域新时代的到来，为之后的整个北斗系统建设打下了坚实的基础。从2000年至今，我国已发射了54颗北斗导航卫星，也就是说北斗系统的完整已经进入了尾声。北斗计划在2020年也就是今年相继再发射几颗卫星完善整个系统。虽然北斗的诞生是中国独自研发，但是为了能让全球享受到更高精度、更稳定的信号和更亲民的卫星导航系统，北斗与GPS、GLONASS和伽利略都完成了兼容匹配，也就是说北斗系统不只是为了我国的利益，还为全世界人类做出了伟大的贡献。

2. 格洛纳斯：先前是由前苏联设计并提案，俄罗斯首位结束后期建设。截止到如今揉入使用的卫星达到了30多颗，卫星导航系统的提出是源于军事需求的要求下开始进行并且发展而成的。像全球定位系统一样，GLONASS可以为世界空中、海上、陆地的各种用户提供24小时不间断和连续的高精度三维位置、三维速度和时间信息(PVT信息)，以此来达到为军舰、空军飞机、陆军坦克、装甲车、炮艇等提供精确的位置与定位信息；与此同时在军事方面也得到了广泛的运用。除此之外，卫星导航系统在电子通信，海洋勘测，地质勘探，开采石油，地震预警，城市管理交通等各个方面的国民生产区域中起到越来越重要的作用。GLONASS的产生，解除了美国利用GPS给用广大用户带来的威胁，打破了美国在卫星导航利于的垄断地位。全球定位系统/GLONASS的兼容使用使几何精度因子得到充分的利用，消除全球定位系统的空间影响，可以达到升级定位精度的要求。GLONASS在定位、速度测量和定时精度方面优于全球定位系统，因为俄罗斯方面已向国际民用航空和海事组织允诺到会将导航服务拓展到全球用户，服务范围已辐射到全球，并且成为了瓜熟蒂落的全球卫星导航系统。

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