GPS双频相位平滑伪距及其单点定位的精度研究

讨论了利用Hatch滤波对双频消电离层组合伪距观测值进行相位平滑,对原Hatch滤波公式中的定权方法进行了改进.在此基础上,采用JPL提供的间隔为30 s的sp3事后精密星历和卫星钟差,对GPS双频相位平滑伪距及其单点定位的精度进行了研究.采用自编软件,利用IGS跟踪站观测数据进行了实际计算,并得出结论.     

基于广播星历的单站载波相位授时算法

针对传统单站授时算法的局限性,提出了一种基于广播星历的单站载波相位授时算法。该算法在标准单点定位授时算法仅采用伪距观测量的基础上,增加了载波相位观测量,授时精度得到了显著改善;该算法与精密单点定位授时算法相比,不需要精密轨道和钟差,摆脱了IGS等外部事后精密星历产品的依赖,能够广泛应用于实时授时。并利用IGS站观测数据进行实验分析,结果表明,单站载波相位授时精度明显优于标准单点定位授时算法,授时精度可达1~2 ns。     

GPS单频伪距相位平滑及其单点定位的精度分析

本文基于Hatch滤波方法进行GPS单频伪距相位平滑及其单点定位的研究,针对单频伪距相位平滑的离散性,给出了移动窗口分段平滑方法的具体处理方案,并研制了相应的软件模块。采用自编软件,利用IGS跟踪站观测数据,以静态模拟动态的方式,对GPS单频伪距进行了相位平滑处理和动态单点定位计算,并对单频相位平滑伪距及其单点定位的精度进行了分析。计算结果验证了本文基于Hatch滤波和移动窗口分段平滑的单频伪距相位平滑方法的可行性和有效性。     

GPS精密卫星钟差估计研究

随着精密单点定位技术的发展,对于精确的卫星坐标以及卫星钟差改正精度的要求越来越高,精密卫星星历以及精密卫星钟差的求解成为制约精密单点定位技术发展的瓶颈。本文基于修复周跳的载波相位观测值与相位平滑伪距观测值,采用无电离层延迟星间单差精密卫星钟差估计模型,在先估计出整周模糊度后,进行了精密卫星钟差的估计,并采用与IGS事后精密钟差作二次差的方法进行精度分析,这对于提高精密单点定位精度具有一定的意义。     

单点定位中一种载波相位平滑伪距方法

针对伪距单点定位精度低,定位结果发散等问题,该文提出一种基于卫星高度角的卡尔曼滤波相位平滑伪距方法。基于该方法利用载波相位信息对C/A码伪距进行平滑,并用最小二乘法求解用户位置。通过实测的静态和动态数据验证了该方法的可行性。结果表明:和最小二乘法比,该方法定位结果更加平滑,一定程度上提高了伪距单点定位精度。其中,静态定位水平精度提升了20.7%,垂直精度提升了15.7%,三维精度提升了16.8%;动态定位水平精度提升了27.8%,垂直精度提升了20.8%,三维精度提升了21.2%。     

基于RTCA标准的WAAS和EGNOS广播星历差分完好性服务性能研究

为了提高GPS卫星导航系统服务性能,很多国家和地区建立了独立的星基增强系统(SBAS),通过提供广播星历差分与完好性增强信息,满足高精度高完好性用户使用需求。本文介绍了美国WAAS和欧洲EGNOS等星基增强系统的广播星历差分完好性信息电文编码格式,并对实际星基增强系统的广播星历差分与完好性电文进行解析。由于不同的星基增强系统采用的信息处理模式不同,针对WAAS和EGNOS两个不同地区建立的星基增强系统,对广播星历差分慢变改正／快变改正的变化特征进行了比较分析。研究了星基增强系统广播星历差分完好性信息用户使用算法,基于国际GNSS服务组织(IGS)提供的GPS实测数据,对WAAS系统和EGNOS系统的广播星历差分服务精度和完好性性能进行了对比分析。结果表明,WAAS系统的伪距单点定位精度约为1.2 m, EGNOS系统的伪距单点定位精度约为1.8 m,与GPS基本导航服务相比,伪距单点定位精度可提高约22％和16％。两个星基增强系统利用完好性电文计算的完好性保护限值大致相当,均在16 m以内,能够对定位误差进行包络。      

GPS广播星历误差及对单点定位的影响

利用国际GPS地球动力学服务(International GPS service(IGS)for geodynamics)提供的广播星历和精密星历数据,分析GPS广播星历的轨道精度及变化规律。广播星历的轨道精度一般在5 m左右,且明显表现出周期性变化规律。另外,从单点定位的原理出发分析了GPS广播星历误差对单点定位精度的影响。     

相位平滑P1码伪距及其单点定位精度分析

针对C/A码、P1码、P2码伪距的精度问题,利用郑州J3JG站实测数据进行计算,结果表明:该站接收机产生3种伪距的精度从高到低依次为P1码、C/A码、P2码.在此基础上,利用相位观测值对精度最高的P1码伪距进行平滑,采用自编程序,对相位平滑Pl码伪距的单点定位精度进行研究.实验结果表明:相位平滑P1码伪距的单点定位结果较P1码伪距的定位结果更稳定,X、Y、Z方向的平均误差和RMS值也较P1码伪距有明显提高.     

GPS/GLONASS组合标准单点定位性能分析

利用广播星历及伪距进行单历元单点定位,通过精度比较分析,得出GPS定位精度优于GLONASS,组合系统优于单系统;同时给出了初步的定权方案。     

IGS实时服务的车载动态伪距差分定位精度分析

IGS于2013年4月正式发布针对GPS/GLONASS广播星历的实时改正数产品,进一步扩展了实时精密定位的应用领域。目前对IGS实时改正数的研究主要集中在精密单点定位、GPS气象等方面,还没有动态差分定位方面的研究。本文首先分析了IGS实时轨道和时钟改正数的精度,然后对其用于车载动态伪距差分定位的精度进行了研究。试验结果表明,IGS实时轨道精度可以达到5 cm,时钟精度在0.5 ns以内;使用IGS实时服务的车载动态伪距差分定位平面精度可以达到亚米级,高程精度优于1.5 m。     

智能手机观测值伪距平滑实时定位研究

本文针对智能手机内部天线构造、GNSS接收芯片等因素限制，手机原始观测值易受外部环境影响，观测噪声大，导致定位精度较差的问题，面向大众导航定位需求，以提高手机伪距单点定位精度为目标，在对手机载波观测值周跳探测的基础上，研究对比分析了基于载波、多普勒平滑下的伪距单点定位的性能。试验表明：载波平滑伪距和多普勒平滑伪距都可以有效提高定位精度，但多普勒平滑伪距具有更好的稳定性且定位精度更好，统计显示在东（E）、北（N）、高（U）3个方向的均方根值（RMS）分别提高了52%、62%、60%，平面精度优于1.5 m。     

载波/多普勒平滑伪距在Android手机中的定位实现

针对Android手机GNSS伪距定位精度较低的问题，利用手机端观测信息，通过载波相位/多普勒平滑伪距改善手机端伪距观测值的质量，从而达到提高定位精度的效果。首先给出了Android手机GNSS原始观测量的获取方法，然后推导了载波相位平滑伪距和多普勒平滑伪距算法模型，并设计合理有效的试验对算法的精度进行评定。试验结果表明：在手机端静态定位中载波相位和多普勒平滑算法均可提高原始伪距的定位精度，且多普勒平滑算法表现更优；在手机端动态定位中多普勒平滑算法可获得比原始伪距更优的定位精度，但是载波相位平滑算法较原始伪距更差；由于硬件的制约手机端周跳和信号失锁严重，占比超过50%，载波相位在手机端的可用性较低；多普勒平滑算法的最优平滑时间常数小于等于10 s，具有实时动态定位的巨大潜力。     

GPS点定位

本文探讨了四种GPS相位单点定位模型。文章指出在不同观测条件下,各模型点定位能力不同,若选择合适的模型,GPS相位测量可以相同的精度替代P码伪距进行点定位计算。     

GPS非差相位精密单点定位技术探讨

探讨了精密单点定位的基本原理，处理方法，所涉及的误差改正及数据处理中的一些关键技术；采用直接内插IGS卫星精密星历的方法代替利用IGS跟踪站进行轨道精化方法计算卫星轨道参数，对现有精密单点定位计算方法进行了简化，使之更具有实用性。最后利用自主研发的精密非差单点定位软件计算和分析了实测数据。计算结果表明，经过大约15min的初始化后，非差相位单历元的定位结果精确度在X，Y，Z方向上均优于20cm。     

快速精密星历与最终精密星历对定位精度的影响和比较

星历的精度会对单点定位和相对定位的解算结果产生影响,利用IGS跟踪站给出的观测数据以及快速精密星历和最终精密星历来进行计算,结果表明,用快速精密星历代替最终精密星历是可行的。     

GNSS实时周跳修复算法与精密单点定位测试分析

全球卫星导航系统(GNSS)能够为用户提供定位、导航和授时(PNT)服务,被广泛应用于国防安全保障和国民经济建设中. 实时精密单点定位(RT-PPP)是一种高精度卫星导航定位方法,针对信号中断导致的重新初始化时间长的问题,提出一种基于历元间差分伪距和载波相位观测量的周跳修复算法,设计了一种RT-PPP算法,并介绍其实现流程. 采用国际GNSS服务(IGS)观测站数据进行周跳修复实验,成功率在99%以上,缩短了重新收敛时间. 在楼顶进行推车实验,RT-PPP在水平方向定位精度优于1 cm,高程定位方向精度为2~3 cm.      

两种不同方式智能手机伪距平滑分析

针对智能手机受导航芯片和天线接收器限制、伪距观测值精度不高、粗差较多等问题,本文提出利用各观测量进行历元间求双差,以探测观测值中的粗差并予以剔除,再结合多普勒观测值和载波相位观测值平滑伪距,从数据质量和伪距平滑两方面分析影响智能手机定位精度的原因,说明智能手机载波相位观测值和多普勒观测值平滑伪距的可用性。试验结果表明：智能手机载波相位平滑伪距可有效提高定位精度;多普勒观测值平滑伪距定位精度与导航芯片获取的多普勒观测值有关,小米MI8多普勒观测值精度优于华为P30。