GPS/BDS组合单点定位算法及结果分析

介绍了GPS、北斗卫星导航系统的时间和坐标系统,并对二者之间的转换和统一进行了概括分析,推导了GPS/BDS组合单点定位的函数模型和随机模型。编制了相应的计算程序,对实测数据进行了处理与分析。结果表明:相对于单系统,GPS/BDS组合系统能够增加可观测卫星数、减小DOP值、提高定位的精度和可靠性,同时也说明算法可行,程序可靠。     

北斗区域卫星导航系统电离层建模精度分析

北斗卫星导航系统是首个建成的区域导航系统,其在电离层建模中的可行性和作用倍受关注。采用多项式模型构建区域电离层模型,利用IGSjfng和cut0两站观测数据,从穿刺点分布、单系统建模精度和BDS/GPS融合建模精度等方面分析了北斗区域系统对于电离层建模的作用。结果表明,利用北斗建立电离层模型,其残差标准差小于1.2TECU(1TECU=10~(-16)m~2),外符合精度优于4TECU,与利用GPS建模精度相当,但融合北斗和GPS数据相对于采用单系统建模精度无明显提升。     

GNSS多系统组合精密定位研究进展

近年来,我国北斗卫星导航系统(BDS)以及欧洲伽利略卫星导航系统(GALILEO)正在快速建设与发展,同时,GPS和GLONASS卫星导航系统的现代化也在逐步推进,卫星导航定位领域正发生着深刻的变革。系统介绍了各卫星导航系统的建设和发展状况,探讨了多系统组合定位带来的机遇和面临的挑战,以及当前对这些问题的研究现状,最后对多系统组合定位的应用前景进行展望。     

基于"北斗"卫星导航系统的长报文通信协议

"北斗"卫星导航系统已经广泛应用在海洋、气象、水利和农业等领域中,利用短报文方式传输各类观测数据。文中介绍了一个基于"北斗"卫星导航系统的长报文通信协议,很好地解决了利用"北斗"卫星导航系统长报文传输时存在的数据丢包问题。     

BDS/GPS/GLONASS在密林地区组合定位性能分析

随着北斗卫星导航系统的建成与运行,目前已形成多系统导航定位的局面。基于短基线,首先对密林地区的GPS、BDS、GLONASS的卫星可见性以及伪距观测值的质量进行了简单的评价,然后分析了密林地区GPS、BDS、GLONASS单系统、双系统及三系统组合模式下单点定位及伪距差分定位性能。结果表明:在密林地区,GNSS多系统组合能够明显提高定位精度,GPS/BDS组合定位的精度优于GPS/GLONASS、BDS/GLONASS组合,而GPS/BDS/GLONASS的定位精度最高。     

北斗二代卫星导航系统定位精度分析方法研究

卫星导航系统的定位精度主要受观测量的精度和卫星的空间几何分布两方面的影响，GPS等相同轨道分布的卫星导航系统一般采用几何精度因子（GDOP）来分析定位精度。我国的北斗二代卫星导航系统是由三类异质卫星组成的混合星座导航系统，不同轨道卫星定轨误差不同，用户所得到的观测量精度也不相同，因此精密定位精度计算和分析时必须要考虑这种差异。引入了加权几何精度因子（WGDOP），利用模拟观测数据对北斗二代卫星导航系统的定位精度进行了分析。外部检核计算结果表明，精密定位计算时顾及观测量精度差异可进一步提高定位精度。     

BDS与GPS/GLONASS星载原子钟性能的比较分析

针对北斗卫星导航系统(BDS)在轨卫星原子钟的评估问题,从三个性能指标即准确度、漂移率和稳定性出发进行了评估,并利用同一时段的GPS/GLONASS星载原子钟性能评估结果做了比较。算例采用GPS 1751-1758共8周的数据,评估结果发现:BDS在轨卫星的准确度在10-11量级,漂移率在10-15量级,与GPS/GLONASS星载原子钟的水平相当,但钟的稳定性方面由于BDS存在着几颗天稳较大的钟,所以其天稳的平均值在10-13量级,比GPS和GLONASS卫星略差。     

基于北斗卫星的XBT数据传输系统设计与实现

针对目前我国海洋测量船上投弃式温深仪(expendable bathythermograph,XBT)数据无法实时传输的现状,采用我国自主研发的北斗卫星导航系统为无线通讯单元,结合数据压缩及数据可视化等技术,设计了基于北斗卫星的XBT数据传输系统,顺利实现了XBT数据的实时传输问题并提高了传输效率。     

STPIR和MW组合的北斗三频周跳探测与修复

针对载波相位观测值中出现周跳的问题及北斗卫星导航系统全星座播发三频信号的现状,提出一种三频相位电离层残差二阶历元差分(STPIR)的算法,克服了传统电离层残差法受观测数据采样间隔影响较大的问题,联合MW组合观测量进行周跳探测又可避免各自的探测盲区。两种组合观测量均很好地削弱了电离层延迟项的影响,联立方程组进行周跳求解时,直接取整即可得到周跳值。通过北斗三频实测数据验证,提出的组合方法在观测数据采样间隔较大时,可以准确探测出所有周跳,并有效修复。     

基于北斗卫星的海洋测量数据传输系统

针对目前我国海洋测量船上测量数据无法实时传输的现状，采用我国自主研发的北斗卫星导航系统为无线信道单元，结合数据压缩及长报文通信协议等技术，设计了基于北斗卫星的海洋测量数据传输系统，解决了海洋测量船上测量数据实时传输的问题。     

BDS海洋区域服务性能评估

针对现阶段BDS星座在我国周边海区的服务性能评估问题,给出星座可用性和星座覆盖性评估指标及计算公式,对基于格网划分的太平洋、印度洋评估海区作系统性测试分析.评估数据表明,BDS星座在60°S~60°N,150°~180°E和60°S~30°N,40°~70°E海区服务性能达到合格以上;评估海区在经度上由150°E向东、70°E向西,纬度上由高纬度至低纬度地区,BDS星座服务性能逐渐变差;部分海区及部分历元下BDS服务性能可达到优、良级别.该评估结果确定了BDS星座在海上服务性能达到各等级的海区范围,可为BDS在海上应用的拓展提供一定参考.     

基于STK的北斗区域系统GDOP仿真分析

为了评估北斗区域系统在中国各个地区的覆盖情况,利用STK软件仿真建立"5GEO+5IGSO+4MEO"的北斗区域星座,并在中国全境范围内建立了13个虚拟观测站,计算了北斗区域星座在全球范围内的GDOP分布,并统计了所有虚拟观测站的GDOP值的大小。结果表明,目前的北斗星座足以全天候满足我国全境范围内用户定位导航需求。     

GPS/BDS空间可见性与GDOP分析

先给出了卫星可见性模型,然后给出了GPS/BDS组合几何精度因子(GDOP)计算公式,通过近期一组实测的GPS与BDS星历计算了全球范围内不同观测高度处的组合星座卫星可见性与GDOP值,揭示了卫星可见性与GDOP值随空间观测高度变化的规律。     

靶场测量装备中GPS换装北斗卫星导航系统方案设计

目前,根据装备试验要求,利用北斗卫星导航系统全面替换靶场测量装备中所使用的GPS已成为必须开展的工作。如果直接替换,则现有测量系统需重新进行测试,代价较高。为此,结合靶场测量装备实际情况,设计一种基于北斗卫星导航系统,集定位、测姿、授时为一体的便携式信息采集分发系统,系统具备多种对外数据传输接口,无需对现有装备进行较大改造,即可全面实现北斗取代GPS的目的。     

Fast BDS Positioning Convergence Based on the Contribution of GPS Observations

Comparing to single BeiDou Navigation Satellite System (BDS) Precise Point Positioning (PPP), a method which can more quicklydetermine the ambiguity parameters of BDS through applying the contribution of GPS observations is proposed and analyzed in this article. The numerical examples and analysis show that the ionosphere-free ambiguities of BDS satellites can be determined and converged more quickly because of the contribution of GPS observations. The average improvement of the convergent speed of positioning is 18.5% and its positioning accuracy in N, E, and U components are improved by 29.4, 30.3, and 34.4%, respectively, with the contribution of the a priori coordinates obtained from GPS observations. This method is useful for single BDS system positioning when there is a priori information provided by GPS or other sensors which be replaced by and can be applied at the beginning of the computation.     

基于ZigBee技术的北斗位置监控系统的设计与实现

探索用ZigBee技术的多节点北斗位置监控分发系统设计,利用ZigBee技术架设低能耗、长期使用的无线位置共享网络,可为海上浮标位置监控、无人机位置监控、海上伤病员营救等提供保障可行性。设计了基于ZigBee技术的北斗位置监控分发系统的总体方案,基于CC2430芯片的硬件连接方案和协调器与终端节点的软件流程方案。通过该实验证明了方案的可行性。     

Bancroft算法应用于GPS/BDS/GLONASS三系统伪距单点定位

为了提高多系统组合单点定位的运算效率,将Bancroft算法推广应用于GPS/BDS/GLONASS三系统伪距单点定位,并推导了该方法的详细计算流程,比较了Bancroft算法、最小二乘算法和组合两种算法的精度、迭代次数以及运算时间。利用实测数据进行实验,结果表明,3种算法精度相当,Bancroft算法比最小二乘算法迭代次数少,运算效率提高了38%,利用Bancroft为最小二乘算法提供初值,收敛速度加快,运算效率提高了36%。最终得出结论,Bancroft算法应用于GPS/BDS/GLONASS三系统伪距单点定位满足精度要求,且Bancroft算法对于减少迭代次数,提高运算效率有重要意义。     

北斗伪距单点定位与差分定位结果精度分析

首先介绍了北斗伪距单点定位、伪距差分定位的基本原理和数学模型,然后根据自编程序,利用同济大学TJA站8天的数据进行计算及分析。结果显示:北斗伪距单点定位的精度平面方向上达到3.5m以内,高程方向优于8m,满足普通导航定位的需求。北斗差分定位的精度较伪距单点定位精度有了较大提高,其精度平面上达到1m以内,高程方向优于1.5m,能满足较高精度的需求。     

近海环境的BDS/GPS差分及PPP定位性能评估

基于远海测量试验,利用精密单点定位(PPP)技术和单站差分技术进行事后和实时定位,分别利用单BDS、GPS和BDS/GPS组合进行定位试验,对定位精度和算法可靠性进行分析。研究表明单站差分技术在海上中短基线(≤150 km)的定位中相比PPP技术具有更高的精度和技术可靠性,另外相比GPS,BDS更适合国内近海的导航定位作业,双频观测条件下能实现亚分米级的定位精度。该研究对海上定位理论和BDS的推广应用具有借鉴意义。