摘要
在远海环境中，由于通信链路的限制，一般采用海洋通信卫星传输 RTK 数据，其昂贵的成本导致海洋 RTK 技术没有得到广泛的普及。而采用低成本的北斗短报文服务进行RTK数据传输，更易于面向普通用户，同时结合GEO卫星播发的PPP-B2b信号可以进一步提高海上定位的精度。然而北斗二代短报文通信也存在一定的不足：单条短报文通信容量不超过628比特、通信频率一般为60秒，这些不足会影响海上RTK的定位性能。因此本文基于北斗短报文服务，研究了远海环境下的精密定位方法。主要内容概括如下： （1）基于PPP-B2b信号播发的RTS数据，介绍了卫星轨道与钟差的改正策略，并与CNES的RTS产品进行了精度对比。实验结果表明PPP-B2b信号可以为远海用户提供高精度的卫星轨道与钟差改正服务，其中 GPS 卫星轨道、钟差精度与 CNES 还存在一定的差距，但BDS-3的卫星钟差优于3cm，卫星轨道的径向误差在8cm以内。 （2）提出了基准站改正数的简化方案。通过分析基准站改正数据的数值分布特点，采用星间差分、相邻历元间差分以及降精度的方式对其进行简化，并给出了相应的编码策略。实验结果表明提出的编码策略可以优化改正信息，降低所需的带宽。 （3）设计了非北斗短报文通讯历元下的高精度坐标解算方法。采用北斗短报文通讯历元下的相对定位坐标构建附加约束的精密单点定位模型，从而获取非通讯历元下的海上流动站坐标。基于静态数据的测试结果表明，该算法在十五分钟内的累积定位误差不超过6cm，可以有效解决短报文发送频率的限制。 （4）测试并分析了基于北斗短报文的远海精密定位性能。基于静态数据和海上实测数据进行仿真实验，分析了不同短报文发送频率下的定位精度，并与传统PPP和时间基线法进行了对比。结果表明本文的方法在三维方向上都可以达到厘米级的定位精度，优于传统PPP和时间基线法，可以满足海上精密定位的需求。
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