GPS精密卫星钟差估计与分析

探讨了GPS精密卫星钟差的估计方法,并分析了伪距与相位观测值对估计精度的影响。基于PAN-DA软件,采用全球均匀分布的40个IGS跟踪站的实测数据,对GPS精密钟差进行估计与分析。试验结果表明,目前采用PANDA软件估计的GPS精密卫星钟差与IGS事后精密卫星钟差比较,互差优于0.2 ns,与国际IGS各分析中心估计的卫星钟差精度相当。     

基于GAMITTRACK和BernesePPP的地震监测比较

概述了精密单点定位与双差GPS定位的基本原理,采用了Bernese软件中精密单点定位模块与GAMIT软件动态定位模块,处理了加州地震与汶川地震的数据,实现了精密单点定位及双差定位实时监测地震变化。     

实时精密单点定位的远海实时GPS潮汐观测

针对IGS实时数据流产品,该文开展了实时精密单点定位技术在远海实时GPS验潮中的应用研究。对RTS改正的实时精密卫星轨道和钟差进行了精度验证和分析,给出了实时精密单点定位的数据处理策略以及实时GPS验潮的基本流程;组织和实施了渤海湾船载GPS验潮试验,以压力式验潮仪数据为参考,对远距离实时GPS潮汐测量结果进行了精度分析。结果表明:以IGS最终卫星轨道和钟差产品为参考,实时数据流产品实时精密卫星轨道在X、Y、Z方向的精度均优于3cm,卫星钟差的精度优于0.15ns;采用傅里叶低通滤波方法,消除波浪对潮汐观测的影响,进一步提取潮位信息。在忽略船体姿态改正的情况下,实时精密单点定位验潮相对于压力式验潮仪结果的最大偏差优于20cm,RMS达到7.5cm。     

北斗/GPS实时精密卫星钟差融合解算模型及精度分析

实时GNSS精密单点定位(PPP)技术必须使用实时的高精度卫星精密轨道和钟差。本文研究了精密卫星钟差融合解算模型及策略,并利用滤波算法实现了北斗/GPS实时精密卫星钟差融合估计算法。仿真实时试验结果显示:获得的北斗/GPS实时钟差与GFZ事后多GNSS精密钟差(GBM)的标准差在0.15 ns左右;使用该钟差进行GPS动态PPP试验,收敛后水平精度优于5 cm,高程精度优于10 cm;使用仿真实时钟差进行的北斗动态PPP与使用GFZ事后多GNSS精密钟差开展的试验相比精度相当,可实现分米级定位。     

基于新陈代谢灰色模型的实时GPS卫星钟差预报研究

实时GPS卫星钟差的可靠性预报是GPS实现实时精密单点定位的关键技术之一。传统的GM(1,1)模型不能及时更新新息数据,致使计算结果精度较差。本文首先介绍了常用的几个钟差模型,并利用新陈代谢GM(1,1)模型,与常用的二次多项式模型进行了对比。通过自编程序,依据某一IGS跟踪站实测的精密卫星星历数据,进行了实时的GPS卫星钟差预报,并与IGS事后精密钟差进行了比较。实验结果表明,基于该新陈代谢GM(1,1)模型估计的卫星钟差与IGS发布的最终精密钟差具有较好的有效性和一致性,这为实时GPS动态精密单点定位提供较高精度的卫星钟差产品。     

远海实时GPS潮汐的实时精密单点定位观测

针对传统事后精密单点定位技术的时间延迟问题,该文基于IGS RTS实时数据流产品,开展了实时精密单点定位技术在远海实时GPS验潮中的应用研究.对RTS改正的实时精密卫星轨道和钟差进行了精度验证和分析,给出了RT-PPP的数据处理策略以及实时GPS验潮的基本流程;组织和实施了渤海湾船载GPS验潮试验,以压力式验潮仪数据为参考,对远距离实时GPS潮汐测量结果进行了精度分析.结果表明:①以IGS最终卫星轨道和钟差产品为参考,RTS实时精密卫星轨道在X、y、Z方向的精度(RMS)均优于3 cm,卫星钟差的精度优于0.15 ns;②采用傅里叶低通滤波方法,消除波浪对潮汐观测的影响,进一步提取潮位信息.在忽略船体姿态改正的情况下,实时精密单点定位验潮相对于压力式验潮仪结果的最大偏差优于20 cm,RMS达到7.5 cm.     

星历精度对动态GPS精密单点定位的精度影响分析

不同的精密星历,其精度对GPS动态精密单点定位结果会产生影响,达到什么程度至今还没有确切的答案。本文利用IGS网站给出的不同精密星历数据结合钟差数据,采用GrafNav软件进行不同的组合计算,得出了一些有益的结论。     

不同星历和钟差产品对车载PPP定位的影响分析

星历误差和星钟误差是GPS动态精密单点定位的主要误差源,不同的星历和钟差产品会对结果产生影响。利用IGS网站给出的不同星历和钟差数据及广播星历数据进行计算,采用Waypoint软件进行不同的组合计算,对不同星历和钟差组合对机载GPS数据定位结果进行分析。     

不同星历和钟差产品对GPS动态PPP定位测速结果比较

星历误差和星钟误差是GPS动态精密单点定位的主要误差源,不同的星历和钟差会对结果产生影响。利用IGS网站给出的不同星历和钟差数据进行计算,采用Waypoint软件进行不同的组合计算,对机载GPS数据定位和测速结果进行了分析,得出了一些有益的结论。     

不同解算条件下PANDA软件静态精密单点定位分析

分析了PANDA软件精密单点定位的数据处理策略,并采用SDCORS网 81个测站2012年第一周的GPS观测数据进行静态精密单点定位处理,通过得到的各测站年积日001～007的单天解进行统计分析,验证了该软件在山东区域进行精密单点定位的精度及可靠性。通过对比分析,研究了不同卫星截止高度角、不同对流层映射函数、不同星历钟差产品以及不同观测数据时长对其精密单点定位精度的影响。结果显示,当卫星截止高度角设置为10°、采用GMF对流层映射函数、利用精密星历和钟差、观测数据时长超过18 h时,PANDA软件静态精密单点定位的精度能够达到2 cm.      

GPS/GLONASS组合精密单点定位研究

讨论了GPS/GLONASS组合精密单点定位的数学模型,并以IRKJ跟踪站的观测数据为例,分别利用GPS和GPS/GLONASS组合两种方式进行精密单点定位解算。计算结果表明,当GPS观测卫星数较多(9~10颗)时,组合GPS/GLONASS较单系统GPS的精密单点定位精度及收敛速度有一定改善,但效果不明显。当GPS卫星数较少(4~5颗)时,引入GLONASS卫星进行GPS/GLONASS组合精密单点定位,其定位精度及收敛速度较单系统GPS精密单点均有显著改善。     

Removing attitude-related variations in the line-of-sight for kinematic GPS positioning

We are presenting a method for removing attitude-related variations (ATTRVs) in dynamic 1 Hz GPS positioning. The ATTRVs are separated into vertical and horizontal components. These result from the translational and rotational motions of the vehicle, which is a marine research vessel in our case. We have developed new observation equations that use corrected pseudoranges and carrier phases to account for ATTRVs. In the present contribution, we are only focusing on the vertical signals. These modeled ATTRVs are included as corrections in the line-of-sight (LoS) to each GPS satellite in the RINEX data sets using a new software called RNXATTCOR. Precise IGS sp3-orbits are used as inputs together with precise lever arm coordinates of the onboard GPS antennas, observations from the marine inertial navigation system and a priori 3D position of the vessel. The corrected RINEX data sets are then processed using kinematic processing or sequential processing in Precise Point Positioning (PPP) mode. The reduction of the standard deviation from a running mean in the final processed GPS time series is about 95%. The current method is being proposed for marine geodesy science applications such as along-track calibration/validation of altimetry products, and also for applications related to offshore kinematic high precision GPS positioning such as drilling, offshore platforms stability, marine pipeline positioning, earthquake monitoring and tsunami detection.     

GPS/GALILEO偏航姿态异常对动态PPP的影响及其改正模型

当GPS、GALILEO卫星运行至与太阳、地球近似共线时,卫星很难维持名义姿态,将出现一段时间的偏航姿态异常。本文基于不同分析中心所提供的精密轨道和钟差产品,在卫星偏航姿态异常时期,设计不同姿态改正策略,选取全球分布的7个MGEX站10 d实测数据,分析了GPS、GALILEO卫星的天线相位中心改正、相位缠绕改正对观测值残差及动态PPP定位结果的影响。研究表明,在卫星偏航姿态异常时期,采用名义偏航姿态对GPS、GALILEO卫星观测值残差的影响可分别达到8和11 cm,在此期间,GPS/GALILEO卫星采用模型偏航姿态,与采用名义偏航姿态相比,动态PPP的E、N、U 3个方向的定位精度可分别提高13.30%、15.77%和12.98%,相较于剔除卫星策略,采用模型偏航姿态的动态PPP定位精度在E、N、U方向可分别提高5.399%、4.430%、5.992%。     

北斗区域导航系统的PPP精度分析

北斗卫星导航系统的开放运行为其在高精度领域的应用提供了可能,系统精密单点定位性能受到了极大关注。本文首先介绍了北斗区域导航系统的星座和BDS/GPS跟踪网,分析了基于国内布站定轨的北斗卫星精密轨道和钟差精度。在此基础上研究了北斗区域导航系统静态、动态精密单点定位精度,并与GPS定位结果进行比较。实测算例表明:北斗精密单点定位可以实现静态厘米级、动态分米级的定位精度,达到目前GPS精密单点定位水平。     

利用GNSS高频数据分析研究大震同震响应

在介绍GPS单历元定位方法的基础上,利用陕西GNSS连续站的高频数据,通过高精度数据处理软件GAMIT／GLoBK的运动学定位模块Track,计算得到2011年3月11日日本东海M9．0级地震以及2012年4月11日印尼苏门答腊M8．6级地震时连续运行观测站的水平同震变形。解算结果表明：测站的同震变形能够体现地震波的传播过程,并在地震波特性和地震类型判定方面具有一定帮助。     

Improved GRACE kinematic orbit determination using GPS receiver clock modeling

Kinematic positions of Low Earth Orbiters based on GPS tracking are frequently used as pseudo-observations for single satellite gravity field determination. Unfortunately, the accuracy of the satellite trajectory is partly limited because the receiver synchronization error has to be estimated along with the kinematic coordinates at every observation epoch. We review the requirements for GPS receiver clock modeling in Precise Point Positioning (PPP) and analyze its impact on kinematic orbit determination for the two satellites of the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) mission using both simulated and real data. We demonstrate that a piecewise linear parameterization can be used to model the ultra-stable oscillators that drive the GPS receivers on board of the GRACE satellites. Using such a continuous clock model allows position estimation even if the number of usable GPS satellites drops to three and improves the robustness of the solution with respect to outliers. Furthermore, simulations indicate a potential accuracy improvement of the satellite trajectory of at least 40 % in the radial direction and up to 7 % in the along-track and cross-track directions when a 60-s piecewise linear clock model is estimated instead of epoch-wise independent receiver clock offsets. For PPP with real GRACE data, the accuracy evaluation is hampered by the lack of a reference orbit of significantly higher accuracy. However, comparisons with a smooth reduced-dynamic orbit indicate a significant reduction of the high-frequency noise in the radial component of the kinematic orbit.     

利用精密星历进行单点定位的数学模型和初步分析

精密单点定位(Precise Point Positioning,简称PPP),是相对于一般的单点定位而言的,它是利用GPS的精密星历和钟差文件,以载波相位和伪距为观测资料,进行独立的单点精密定位.它的特点在于各站的解算相互独立,计算量远远小于一般的相对定位.尝试以伪距为观测值,利用JPL给出的精密星历(*.sp3)和钟差(*.clk),进行精密单点定位的试验,取得了初步的结果.     

Real-time multi-GNSS single-frequency precise point positioning

GPS Solutions - Precise Point Positioning (PPP) is a popular Global Positioning System (GPS) processing strategy, thanks to its high precision without requiring additional GPS infrastructure....