BDS中长基线三频RTK算法研究

针对BDS中长基线RTK定位中整周模糊度受大气延迟误差影响难以正确固定的问题,提出一种BDS中长基线三频整周模糊度确定方法。采用MW组合确定B2-B3超宽巷整周模糊度,利用B2-B3超宽巷和B1-B3宽巷组合观测值所受电离层延迟误差较接近的特点,确定B1-B3宽巷整周模糊度。利用无电离层组合解算窄巷整周模糊度和相对天顶对流层延迟误差,最终实现实时动态定位。利用实测的BDS中长基线进行算法验证,结果表明,该方法可有效固定中长基线三频载波相位整周模糊度,获得cm级定位精度。     

一种改进的中长基线三频模糊度解算方法研究

研究了一种改进的三频模糊度解算方法。对宽巷和窄巷模糊度固定时受到的噪声误差进行分析得出,选用文中给出的无几何无电离层组合解算的窄巷模糊度噪声标准差均为B3载波波长的8.262 8倍。用实测的北斗三频数据进行了实验验证分析。     

电离层残差辅助北斗三频伪距载波相位组合周跳探测

提出一种基于单差模型的电离层残差辅助伪距相位组合周跳探测方法。基于北斗三频实测数据,以波长、电离层延迟系数与噪声为约束条件,优化选取3个线性无关的超宽巷（EWL）、宽巷（WL）组合(0,-1,1)、(1,4,-5)、(4,-2,-3), 并利用伪距相位组合法进行周跳的探测与修复。实验结果表明,这3个组合甚至可以实时探测出原始频点上1周的小周跳。针对三频伪距相位组合周跳探测法可能出现的误探情况,提出利用电离层残差法辅助三频伪距相位组合周跳探测的方法,即首先利用原始观测量求出历元间电离层残差,再将相邻历元间所求的历元间电离层残差二次作差。实验表明,该方法可以实时准确地探测与修复不同基线下单差的各类大小周跳。     

北斗三频中长基线模糊度解算研究

在推导TCAR模型基础上,研究制约TCAR快速固定中长基线模糊度的影响因素,提出一种基于三频无几何无电离层组合快速解算中长基线模糊度的新方法。然后利用北斗观测数据进行验证分析,TCAR算法能够解决北斗短基线模糊度快速固定问题,而新方法可以实现中长基线模糊度的快速、准确固定。     

基于FCM算法的BDS三频载波相位组合观测值优化选取

针对传统GNSS载波相位组合观测值选取过程中效率低、工作量大的问题，在对BDS三频载波相位组合观测值的波长标准、电离层延迟标准、观测噪声标准进行误差分析的基础上，以长波长、弱电离层、弱观测噪声标准作为聚类指标，采用模糊C均值聚类算法对BDS三频载波相位组合观测值进行优化分类选取，最后通过矩阵变换法和实测数据对优化组合进行整周模糊度解算，对组合模糊度方差-协方差阵以及历元间模糊度差值进行分析，证明该方法的可行性和可靠性。     

利用无几何模型求解GPS三频模糊度的成功率分析

利用无几何模型求解GPS模糊度实数解是不以基线分量为未知数的线性模型,码观测量几乎直接用于确定模糊度,即使在较短的观测时间内,也不会出现设计矩阵复共线性,对模糊度求解具有明显优势。利用Kronecker乘积导出了利用无几何模型求解三频模糊度及其协方差矩阵的表达式,分析得到该协方差矩阵只与伪距噪声和相位噪声之间的结构以及采用的历元数相关,与接收机和卫星之间的几何构形无关;整数变换Z矩阵只与伪距噪声和相位噪声之间的结构相关的有益结论。最后利用无几何模型分别计算了单频、双频、三频模糊度求解的成功率, 得出对于双频和三频只需少数历元即可成功固定模糊度,特别对于三频观测,甚至单历元即可成功固定模糊度。     

单历元多频最优消电离层组合集选取研究

探讨利用双观测值的3种消电离层组合方式,并列出双频和三频模式下的所有消电离层组合观测值。在此基础上,以定位中误差和整周模糊度中误差作为评价指标,提出最优消电离层组合集的选取方法。计算表明,双频模式下16个独立组合集效果均等价,且在高于0.02 m伪距噪声的情况下无法获得单历元双差模糊度固定解;三频模式下2 196个独立组合集效果存在显著差异,最优组合集在不高于0.6 m伪距噪声的情况下可获得单历元双差模糊度固定解。并且,所选最优组合集优于TCAR/CIR和矩阵变换法的结果。     

BDS参考站间低高度角卫星三频整周模糊度解算方法

针对BDS参考站间低高度角卫星整周模糊度受大气延迟误差影响较大、难以正确固定等问题,提出一种BDS参考站间低高度角卫星三频整周模糊度确定方法：首先根据超宽巷整周模糊度长波长的优势确定双差超宽巷整周模糊度,并利用其与双差宽巷组合观测值所受电离层延迟误差较为接近的特性搜索确定双差宽巷整周模糊度;然后将双差整周模糊度之间的线性关系作为约束条件,高高度角卫星双差整周模糊度根据双频无电离层组合模型确定;利用固定模糊度的高高度角卫星建立参考站间双差电离层延迟误差空间线性模型,实现对低高度角卫星电离层延迟误差的削弱;最后将固定双差整周模糊度的高高度角卫星双差载波相位观测方程作为距离约束,进一步搜索确定低高度角卫星的双差整周模糊度。     

BDS-3多频信号最优线性组合及特性分析

围绕BDS-3多频模糊度解算中的最优组合观测量选取问题,采用模糊聚类分析法分别实现不同基线长度下三频、四频及五频最优组合观测量的选取及特性分析。结果表明,随着频率数的增加,高质量线性组合数目急剧增多;相比于三频、四频,五频更有利于形成总噪声水平小的组合观测量、长基线模糊度的单历元快速固定及实现实时精密定位。     

BDS短基线单历元差分定位算法

针对BDS短基线单历元差分定位中双差法方程严重病态的问题，采用TIKHONOV正则化准则进行改善。计算获得可靠的浮点解及其对应的方差协方差阵，再运用部分模糊度固定策略，采用LAMBDA方法进行模糊度固定获取准确的固定解，达到cm级的BDS实时定位效果。     

基于GF模型的BDS-3/GPS/Galileo三频模糊度固定性能分析

基于实测数据评估基于无几何（geometry-free,GF）模型的BDS-3/GPS/Galileo三频模糊度固定性能。首先给出适用于BDS-3/GPS/Galileo短基线TCAR（triple-frequency carrier ambiguity resolution）算法的三频线性组合;然后基于不同长度的实测短基线数据,评估BDS-3/GPS/Galileo超宽巷、宽巷及窄巷模糊度单历元固定性能。结果表明,对于5 m、3.6 km和13.1 km三条基线,BDS-3/GPS/Galileo超宽巷模糊度固定率相当（99.7%以上）,BDS-3/GPS宽巷模糊度固定率（97.2%以上）略优于Galileo（93.0%以上）,BDS-3窄巷模糊度固定率（92.2%以上）略优于GPS/Galileo（89.4%以上）。     

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一种新的中长基线GNSS三频模糊度快速解算方法

提出一种新的无几何无电离层三频模糊度解算方法。该方法通过对伪距观测值赋予不同的权重,辅助宽巷及窄巷模糊度消除双差电离层残差的影响,使宽巷及窄巷观测值只受观测噪声的影响,通过多个历元平滑取整即可获取宽巷及窄巷模糊度值。通过实测GPS/BDS中长基线三频数据验证分析表明,该方法可以有效地实现中长基线模糊度的快速解算。     

一种基于改进TurboEdit的GPS周跳探测与修复方法

基于TurboEdit算法中的MW组合,利用卡尔曼滤波分离宽巷模糊度以提高模糊度精度。利用移动窗口的多项式拟合对原GF组合中的多项式拟合进行改进,并对周跳的浮点解进行计算。使用GPS数据检测方法的正确性,结果表明,该方法能探测并修复小周跳、大周跳以及多个周跳。     

一种变形监测中中长基线的单历元模糊度解算算法

针对已有单历元模糊度解算算法只适用于短基线的情形，根据误差传播率确定模糊度精度，依据误差确定模糊度搜索空间，提出一种利用GPS双频观测信息实现中长基线下单历元模糊度固定的算法。首先，利用电离层约束法得到双差模糊度之间的线性约束条件；其次，利用变形监测中监测站点坐标近似已知的条件进行约束，反算获得近似模糊度；最后，根据监测站点已有的观测数据精度给出搜索空间，搜索固定模糊度。结果表明，该方法可以实现中长基线下单历元的模糊度固定，对实时变形监测有一定的参考价值。     

基于三频GIF组合的载波相位观测精度分析

鉴于三频GNSS在削弱观测误差方面的优势，基于GNSS三频载波观测独立等精度的假设，在利用滑动多项式拟合实现三频载波无几何无电离层GIF组合观测精度快速估计基础上，研究了一种载波观测精度快速估计算法。GPS和BDS三频数据实验结果表明，该算法可实现三频载波观测精度的快速估计，为快速精密单点定位提供准确的随机函数模型。