率定GPS接收器時間偏差對高程定位精度提升之研究

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凃佑任(Yu-Jen Tu) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

率定GPS接收器時間偏差對高程定位精度提升之研究
(Study on the Adjustment of GPS Receiver Clock Biases for Height Accuracy)

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摘要(中)

目前GPS靜態定位水平精度較高程精度高，高程分量標準差平均約為水平分量的三倍。高程的理論誤差通常為數公分，使得衛星高程測量精度未能達到某些高精度應用需求。
因一次差模式中高程分量與時間分量具有高相關性，故本研究藉由求取一次差分時間偏差，得接收器時間偏差的行為模式，並嘗試率定時間偏差進而達到提升高程精度的目的。
由於一次差分載波相位觀測量中相位模稜與時間參數具有絕對相關之特性，故本研究利用二次差轉一次差模式與電碼求取初始時間偏差等方式解決相位模稜之問題。模稜求定後，使用附加約制條件式之最小二乘法求得時間參數偏差值，並利用數筆已解算時間偏差的時刻，進行下一時刻時間偏差量的預估，預估模式使用二次多項式，並進一步分析時間偏差對幾何定位的影響。

摘要(英)

At present, the GPS static positioning accuracy of horizontal is better then vertical. Average, vertical standard bias is 3 times for horizontal standard bias. GPS survey can’t application in vertical positioning occasions of height accuracy cause of theory error of vertical general have several centimeters upward.
Height correlation between vertical parameter and time bias parameter in single difference. The behaviors of the relative positioning caused by the receiver clock bias as well as the effect from receiver clock bias in single difference model are described.
For absolute correlation between ambiguity parameter and time bias parameter of carrier phase in single difference. Therefore to use several method to deal this problem like application of double difference ambiguity and use pseudorange to calculate time bias initial value. After ambiguity fixed, to use least square method calculate time bias in single difference. And through already calculate time bias of several epochs to estimate next epoch time bias. To goto a step further to analysis time bias for effect of positioning bias. In study, estimate mode performs by quadratic function.

關鍵字(中)

★ 時間偏差
★ 高程精度
★ 率定
★ GPS

關鍵字(英)

★ GPS
★ time bias
★ adjustment
★ height

論文目次

中文摘要 II
ABSTRACT III
目錄 I
圖目錄 IV
表目錄 VI
第一章緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 論文架構 4
第二章 GPS衛星測量理論基礎 5
2.1 GPS衛星觀測量之函數模式 5
2.1.1 虛擬距離觀測方程式 6
2.1.2 載波相位觀測方程式 7
2.1.3 差分模式 8
2.2 觀測資料之統計處理 11
2.2.1 原始觀測量權之給予 11
2.2.2 BLUE方差分量估計 12
2.2.3 費雪(Fisher)統計檢定 14
2.3 二次差轉一次差模式 14
2.4 附加約制條件式的最小二乘平差法 17
2.4.1 混合模式最小二乘平差 17
2.4.2 附加約制條件式 18
2.5 Doppler頻移 19
2.6 白化濾波 22
2.6.1 白化濾波與相位模稜搜尋 22
2.6.2 白化濾波部分成果展現 26
第三章一次差分時間偏差率定 29
3.1 二次差分整數模稜求定 29
3.2 一次差分時間偏差求定 30
3.2.1 電碼觀測量解算初始時間偏差 30
3.2.2 一次差分相位模稜解算 31
3.2.3 一次差分接收器時間偏差解算 33
3.3 接收器一次差分時間偏差模式化 34
3.4 一次差分幾何坐標求定 35
第四章實驗成果與分析 37
4.1 資料屬性與處理設備 37
4.2 1.6 km基線實驗成果 37
4.2.1 消除時間偏差對定位精度提升效益評估 38
4.2.2 方差約制與時間偏差增量之敏感度 41
4.2.3 一次差分接收器時間偏差成果比較 42
4.2.4 二次多項式預估時間偏差成果分析 44
4.2.5 時間偏差之誤差對幾何定位影響分析 49
4.2.6 率定時間偏差一次差分定位成果分析 56
4.3 零基線實驗成果 58
4.4 18 km基線實驗成果 59
第五章結論與建議 61
5.1 結論 61
5.2 建議 62
參考文獻 63
附錄A 協方差矩陣坐標基準轉換 66

參考文獻

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指導教授

吳究(Joz Wu)

審核日期

2004-7-15

推文