抗差最小二乘平差及其在卫星定位中的应用分析开题报告

 2023-10-25 10:10

1. 研究目的与意义

在现代测量和导航领域,最小二乘平差是一种常用的数据处理方法。然而,在实际应用中,由于各种误差和噪声的存在,传统最小二乘平差可能会受到异常值或离群点等因素影响而产生较大偏差。为了解决这个问题,抗差最小二乘平差(Robust Least Squares Adjustment)被提出并得到广泛应用。

卫星定位技术作为一项重要的导航技术,在现代测绘和导航中应用广泛,其中最小二乘平差是其核心算法之一。然而,在城市高楼密集区域以及山区等复杂环境下,信号遭受多次反射和衰减等干扰影响时容易发生精度不足甚至无法定位情况。此时采用抗差最小二乘平差算法可以有效提高卫星定位精度,并且具有更好的鲁棒性能。

本文旨在探讨抗差最小二乘平差理论的发展、现状和应用趋势,并将其应用于卫星定位中。具体来说,本文将介绍基本理论,包括构造抗差等价权函数(如丹麦法、Huber法、IGG III权函数等)以及双因子相关观测抗差估计;进而进行单点定位实验和RTK定位实验,比较各种不同权函数对实验结果的影响,并探讨抗差估计法对模糊度固定效果的影响。

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2. 研究内容和预期目标

1.绪论:综述抗差最小二乘平差理论的发展,现状与应用趋势;最后归结到本文的主题。

2.抗差最小二乘的基本理论:最小二乘平差模型的抗差解;构造抗差等价权函数(如丹麦法、Huber法、IGG III权函数等);双因子相关观测抗差估计。

3.实验与分析:首先,可做单点定位实验,针对构造各种的抗差等价权函数,在明白其具体含义(作用)的情况下,设计模拟实验对比各权函数的效果,再利用实测数据进行验证、分析;其次,可做RTK定位实验,同样利用模拟和利用实测数据,针对观测向量(双差伪距 载波)相关的情况,探讨双因子相关观测抗差估计的效果;最后,最好能在RTK实验中讨论抗差估计法对模糊度固定效果的对比分析。

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3. 研究的方法与步骤

本文采用实验与理论相结合的方式进行研究。具体而言,将通过以下几个步骤来完成本文的研究:

(1)综述抗差最小二乘平衡理论的发展现状和应用趋势。

(2)探讨抗差最小二乘平衡方法的基本理论,如最小二乘平衡模型、构造抗差等价权函数以及双因子相关观测抗差估计等,并比较不同权函数在定位精度上的影响。

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4. 参考文献

[1]李霜,张敬霞,付贵,樊亚,张成龙.小米8手机在城市环境下的单点定位精度研究[J].导航定位学报,2022,10(05):160-169.

[2]刘正午,孙蕊,蒋磊.基于伪距残差和新息的GNSS/IMU抗差自适应定位算法[J/OL].北京航空航天大学学报:1-13[2023-03-07].

[3]程归. 复杂环境下RTK定位可靠性的研究[D].桂林电子科技大学,2022.

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5. 计划与进度安排

3月1日至3月31日:查阅相关文献、了解相关知识,为论文做前期准备,完成论文基本原理部分书写;

4月1日至4月30日:实验方案设计、代码编程及实测与数据测算;

5月:完成毕业设计,提交相关成果,完成毕业答辩。

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