摘 要

全球定位导航系统，即GPS，由美国在20世纪70年代左右研制成型并公布民用。因为GPS性能优秀，这款系统从推出后不久就已经获得了多个国家和个人的认可。北斗卫星系统,即BDS,是中国研发出来的卫星导航系统。目前已经能使用，但是卫星网还在建设中，预计2020年可全部完成。

在进行高精度的定位活动时，我们经常使用的静态基线处理方法为载波相位双差法。这个方法可以保证在短基线处理中消除信号在传播上可能出现的误差影响，其中包括接收机钟差，卫星钟差电离层和对流层误差等影响。本论文中会主要就GPS与BDS之间处理后的基线结果差异，来研究比较GPS与BDS两种导航系统在时空基准方面的不同。通过搜集相关资料，阅读文献等途径，建立GPS、BDS、GPS/BDS联合载波相位定位数学模型。并且以此为基础，通过数据处理软件对GPS/BDS基线处理的结果进行分析，来比较在单系统、双系统条件下基线解算结果的区别。

关键词：基线处理 时空基准 联合载波相位定位

Analysis of GPS/BDS baseline processing results

Abstract：

GPS satellite navigation system is the most widely used and the most mature navigation system at present. China's Beidou satellite navigation and positioning system, that is, BDS. A satellite navigation and positioning system developed by China, fully autonomous, has now matured. As we know, there is a method called carrier phase double difference method in high precision bit measurement, which is a very basic static baseline processing method. substantially eliminated in the short baseline process, including the effects of the receiver clock error and the satellite clock error. This method ensures that the error in the propagation of the signal may be This paper will mainly study the difference between GPS and BDS benchmark, to compare and compare the two navigation systems of GPS and BDS in time and space benchmarks. By collecting relevant information, reading literature and other ways, Establish related GPS, BDS,GPS/BDS joint carrier phase relative positioning mathematical model. And that's the basis, Using the relevant data processing software, the observation data of the composite system is processed, To compare the results of baseline solutions under single system and double system conditions.

Key word： baseline processing time and space datum joint carrier phase- -positioning

目 录

摘 要 I

Abstract： II

第一章 引言 1

1.1概述 1

1.2研究现状 1

1.3本课题研究内容 2

第二章 GPS与BDS时空基准 3

2.1 GPS的时间系统 3

2.2 GPS坐标系统 4

2.2.1 天球坐标系 4

2.2.2 地球坐标系 4

2.2.3 GPS坐标系 5

2.3 BDS 时间系统 6

2.4 BDS空间系统 7

第三章 GPS与BDS的时空基准比较及数学模型建立 8

3.1 时空基准比较 8

3.1.1时间系统比较 8

3.1.2 坐标系统比较 8

3.1.3信号结构比较 8

3.2数学模型比较 9

3.2.1 GPS数学模型 9

3.2.2 BDS相位定位数学模型 12

3.2.3 GPS/BDS相位定位数学模型 13

第四章 GPS和BDS双系统联合测量的观测数据处理 16

4.1基线平差报告 16

4.2 基线处理结果 18

4.3基线解算结果分析： 19

第五章 总结与展望 27

5.1 总结 27

5.2 展望 28

参考文献 29

致谢 30

第一章 引言

1.1概述

美国的GPS因为研发的时间较早，运作的时间较长，系统规模比较成熟，其定位十分出色，已经被世界上的很多国家和个人广泛应用于各个领域。而我国的北斗卫星导航系统，也在逐步追赶着时代的脚步，慢慢完善。北斗系统在2012年的时候就已经可以提供定位服务，服务范围为亚太地区。并且预计在2020年前后，全面的卫星网布设工作工作结束，使其服务范围包含全球并且定位精度更高。完整的北斗系统将由地球静止卫星,倾斜地球同步轨道卫星和中轨道卫星共计35颗卫星组成。

北斗卫星导航定位系统的混合星座，是使用三种不同轨道的卫星来组成一个空间，并且通过这个空间来定位该混合星座。这样的设计可以有效改善中国还有周围区域还不能清楚定位星座布局的情况。并且可以保证对我国以及我国的周边区域提供二十四小时不间断且更加优良的服务。服务包括高精度导航，通讯，授时等。

GPS作为最出色的导航系统，在单系统比较下，定位精度远高于其他三种导航系统。BDS组建阶段还未完成，欧洲的GLO连建立都是困难重重，即使是经济复苏后的俄罗斯的导航系统，也只是在15年才勉强跟得上GPS的定位精度，可见GPS的优秀性能。但是即使优秀如GPS，在定位某些区域的时候，因为可视卫星的数目太少，定位精度也是不尽如人意。

1.2研究现状

如今的美国GPS导航系统正在全面的实施现代化调整升级，此外，俄罗斯的GLONASS，欧洲的Galileo和中国北斗导航系统也在逐步完善并且各有特点。

在定位某些区域的时候，因为可视卫星的数目太少，定位精度也是不尽如人意。而在这些可视卫星数目过少的区域，多系统组合导航系统因为共用星座几何图形，使得导航系统的可视卫星数目增加，达到了提高定位精度的目的。因此对多系统组合测量的研究，得到了人们的重视，有很多的前辈在这个领域也获得了重大的发现和突破，取得了很多有价值的成果。可以断言，多系统组合定位将会让导航系统的精度进一步完善提高。

1.3本课题研究内容

我国的北斗卫星导航定位系统发展的时间较晚，虽然研究人员也在马不停蹄的研究开发，但时间太短，目前的北斗卫星还不是完善的，仍处于应用完善的阶段，在定位导航的可靠性和精度上还不能比得上GPS系统。但是GPS系统也有它自己的缺点。比如某些时刻，在可以接收到的卫星数量不足的情况下（例如高楼密集的地区,树木繁茂的森林），GPS并不能够提供连续而且是无空隙的导航。所以本次毕业设计想要通过GPS、BDS和GPS/BDS双系统定位之间的基线处理数据的异同之处，来研究GPS/BDS组合定位的方式在精度上是否会优于GPS或者BDS单系统定位的方式。而这种提高精度的方式，在BDS卫星网建设完善的工程中，是否可以应用于建设中进一步提高BDS的定位精度。

GPS与BDS时空基准

卫星定位系统，也叫作全球定位系统（Global Positioning Sysiem），由24颗卫星组成。一开始该系统只是美国军方以“子午仪”为基础研制出来的导航卫星系统。在1970年的时候，军部对这个系统的参考框架完成了第三次升级改造后，得到了新一代空间卫星导航系统，命名为GPS定位系统。此后政府不惜耗费巨资，花了20多年的时间，使GPS达到了98%的全球覆盖率。

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