北斗与GPS组合伪距单点定位精度分析

主要介绍了北斗与G PS组合单点定位时的原理和模型,根据自编程序,利用同济大学TJA站的数据进行计算及分析比较GPS伪距、北斗伪距、北斗/GPS组合伪距单点定位的精度。结果表明：北斗伪距单点定位的精度平面方向上达到3m以内,高程方向优于8 m ,满足普通导航定位的需求。北斗/G PS组合伪距单点定位精度明显优于单系统。在单系统观测条件差时,组合系统可以减少对单一系统的依赖性,而且还可以增强卫星定位的稳定性和可靠性。     

两种电离层模型对卫星导航定位精度的影响分析

北斗卫星导航系统及全球定位系统等全球卫星导航系统电磁波信号在大气中传播会受到电离层延迟的影响,为满足导航用户需求,我国北斗卫星导航系统和美国全球定位系统均采用Klobuchar 8参数模型进行电离层延迟改正。但是全球定位系统Klobuchar模型和北斗卫星导航系统Klobuchar模型的电离层参数并不相同,分析不同导航系统发布的电离层参数精度对这两种双模导航定位中电离层参数的选择具有重要的研究意义。分别采用北斗卫星导航系统和全球定位系统电离层模型进行伪距单点定位,通过比较最终的定位精度从而对这两种不同模型在全球范围内的改正精度进行评价。研究结果表明:在中国区域内,采用北斗卫星导航系统模型的伪距单点定位精度较全球定位系统模型有较大提高;采用北斗卫星导航系统电离层参数更利于中国区域的全球卫星导航系统的导航定位。     

基于JXCORS基准站的北斗伪距单点定位精度分析

为加快北斗导航系统在中国及亚太地区的推广应用,以JXCORS基准站点数据为基础,对接收的北斗导航卫星和GPS导航卫星数据进行处理,分析基准站点可见卫星的变化及DOP值变化,比较北斗与GPS伪距单点定位的精度与性能。结果表明,北斗伪距单点定位的精度与GPS伪距单点定位的精度和性能相当。     

北斗三号卫星导航信号接收机端伪距偏差建模与验证

接收机端伪距偏差是指非理想的卫星导航信号在接收机前端带宽和相关器间隔不同时产生的伪距测量系统性偏差。研究表明,北斗二号、GPS和Galileo系统均存在与接收机类型相关的伪距偏差,影响基于混合类型接收机站网的精密数据处理。本文基于iGMAS网和MGEX网观测数据,采用MW组合、伪距残差和伪距无几何距离无电离层组合3种方法分析北斗三号接收机端伪距偏差特性。试验结果表明,北斗三号同样存在与接收机类型相关的伪距偏差,且无电离层组合的伪距偏差可以达到6 ns。根据偏差特性,按接收机类型建立了8类伪距偏差改正模型。将上述模型应用于卫星差分码偏差(DCB)估计与单频伪距单点定位,结果表明,模型改正后可以显著提升不同接收机类型估计的卫星DCB一致性,其中基于iGMAS网和MGEX网两个不同接收机站网估计得到的北斗三号C2I-C6I、C1P-C5P和C2I-C7D DCB差值分别平均降低了91.6%、64.7%和71.9%;模型改正后单频伪距单点定位水平方向和高程方向精度分别提升了13.9%和11.0%。     

“北斗二号”导航定位系统与GPS伪距单点定位性能对比研究

对GPS系统、北斗二号系统以及GPS/北斗组合系统伪距单点定位的关键技术进行研究,分析了3种导航系统的DOP值。单一系统随卫星高度角的增加,DOP值增大,定位精度下降。GPS伪距单点定位的精度达到2 m,北斗伪距单点定位的精度在5 m以内,GPS/北斗联合定位的精度和GPS相差不大。     

北斗广域实时精密定位服务系统研究与评估分析

采用IGS、MGEX、北斗地基增强网的实时观测数据,研制北斗广域精密定位服务系统,实时生成北斗高精度轨道、钟差、电离层产品,提供厘米级北斗双频PPP、分米级单频PPP、米级单频伪距定位服务。对实时产品评估分析的结果表明:北斗卫星实时轨道与钟差产品URE统计精度约为2.0cm,实时电离层精度优于4.0TECU。采用全国分布的实时测站动态定位精度(95%置信度)评估分析表明:北斗双频PPP精度存在明显的区域特征,高纬度以及西部边缘地区的定位精度平面约0.2m,高程约0.3m;中部地区定位精度平面优于0.1m,高程优于0.2m,接近GPS实时PPP精度水平;北斗与GPS融合可以提高单北斗、单GPS的定位性能,尤其是显著加快了PPP收敛时间,收敛时间缩短到20min内。另外,除边缘地区外,北斗单频PPP实现平面0.5m,高程1.0m;北斗单频伪距单点定位实现平面2.0m,高程3.0m。     

双导航定位系统伪距单点定位数据处理方法与精度分析

首先介绍北斗卫星导航系统、全球定位系统及其组合系统伪距单点定位的数学模型和定位处理方法,分别进行了单系统及组合系统伪距单点定位的数据处理实验。实验结果表明,目前的北斗系统伪距单点定位的精度稍逊于全球定位系统,北斗系统及全球定位系统构成组合系统伪距单点定位的精度高于北斗系统的精度,低于全球定位系统。北斗系统伪距单点定位在X、Y、Z方向的精度分别1.60m、4.15m、6.45m,全球定位系统伪距单点定位在X、Y、Z方向的精度分别为1.28m、2.50m和3.6 5m,北斗系统/全球定位系统组合系统伪距单点定位在X、Y、Z方向的精度分别为1.45m、3.15m和4.90m。     

北斗多频伪距单点定位精度分析

针对北斗卫星伪距定位研究较少的现状,该文分析了北斗B1、B2和B3的伪距质量,给出了采用不同频点伪距定位时需考虑的因素,探讨了使用广播星历时北斗多频伪距单点定位的定位性能。结果表明,B3频点的伪距多路径效应和观测噪声优于B1和B2;单频定位时,各频点定位平面精度优于5m,高程精度优于10m,且B1的定位精度最高;双频定位时,B1/B2无电离层组合的定位性能略高于B1/B3,平面精度优于3m,高程精度优于5m,并且B2/B3的噪声太大,不适用于导航定位。     

北斗卫星导航系统Klobuchar模型精度评估

目前,我国北斗卫星导航系统已完成星座区域组网,系统每2h提供一组电离层延迟Klobuchar模型参数。利用欧洲定轨中心(CODE)的高精度电离层格网数据作为参考,对北斗卫星导航系统电离层参数性能进行了精度评估分析,并进行了定位分析。数据表明,其修正精度一般在70%以上,北半球的修正误差在1.5m左右,而南半球的修正误差在3.5m左右;在北半球中纬度地区的修正精度比高纬度、低纬度地区高;北斗单频伪距定位采用北斗Klobuchar模型在平面上的精度为3m左右,高程上为7m左右,与采用GPS的Klobuchar模型相比较,定位精度提高了约10%,高程方向尤为明显。     

双源车载差分卫星导航定位稳定性分析

车载卫星导航系统广泛应用于交通时,采用伪距单点定位就可以满足日常驾驶需要,如需进一步提高导航精度就要利用伪距差分技术进行实时车载导航定位,采用单频三差相位平滑伪距观测值,导航精度在2m以内,可进行车道级导航定位。提出了用单频三差码相组合二次差为标准对三差平滑进行质量控制,以减小周跳和粗差的影响。分析了车载卫星差分导航过程中北斗系统和全球定位系统卫星的可见性,通过在算法中实现北斗和全球定位系统联合解算,以增加车载导航的稳定性。     

改正通道延迟的GLONASS/BDS组合伪距定位

由于俄罗斯的GLONASS卫星间频率存在差异,测站硬件延迟误差无法被接收机钟差参数吸收,提出为每颗卫星估计一个通道延迟改正参数的方法,以提升GLONASS/BDS组合伪距定位精度.?实验表明:加入通道延迟改正能有效降低GLONASS定位误差,改正后东(E)、北(N)、天顶(U)方向误差的均方根(RMS)值分别减小了0....     

Performance assessment of single- and dual-frequency BeiDou/GPS single-epoch kinematic positioning

The first results of the short baseline single-epoch kinematic positioning based on dual-frequency real BeiDou/GPS data are presented. The performance of the BeiDou/GPS single-epoch positioning is demonstrated in both static and kinematic modes and compared with corresponding GPS-only performance. It is shown that the availability and reliability of the single-frequency BeiDou/GPS and dual-frequency BeiDou single-epoch kinematic positioning are comparable to those of the dual-frequency GPS. The fixed rate and reliability of ambiguity resolution for the single- and dual-frequency BeiDou/GPS are remarkably improved as compared to that of GPS-only, especially in case of high cutoff elevations. For positioning accuracy with fixed ambiguities, the BeiDou/GPS single-epoch solutions are improved by 23 and 4 % relative to the GPS-only case for two short baseline tests of 8 km, respectively. These results reveal that dual-frequency BeiDou real-time kinematic (RTK) is already applicable in Asia–Pacific areas and that single-frequency BeiDou/GPS RTK is also achievable but only with initialization of several seconds. More promisingly, the dual-frequency BeiDou/GPS RTK can overcome the difficulties with GPS-only RTK under the challenging conditions assuming, of course, that the additional BeiDou satellites are visible.     

北极地区BDS-3伪距单点定位精度分析

针对北斗三号卫星导航系统（BDS-3）在北极地区的定位性能,本文基于METG站和SOD3站分析了北极地区BDS-3的卫星可见数、PDOP 值、单频和双频伪距单点定位精度.经研究发现,北极地区BDS-3卫星可见数和 PDOP 值与GPS卫星一致,B1I频率与B3I频率伪距单点定位精度相当,相比于GPS卫星L1频率伪距单点定位精度略差,B1I／B3I频率组合下的伪距单点定位精度低于任一单频伪距单点定位精度,并且相比于GPS卫星L1／L2频率组合下的伪距单点定位精度略差.      

关于建设北斗星基广域增强系统研究

鉴于GPS系统已经成熟,北斗导航系统建设尚不完善,本文考虑建设北斗卫星对GPS卫星的增强系统。一方面,采用GPS/Compass-Ⅱ组合卫星导航系统,可大大增加某一时刻的可见卫星数,增强导航定位系统的可靠性。另一方面,北斗现已发射第九颗导航卫星,其中包括5颗地球静止轨道卫星,本文重点探讨利用这5颗GEO(Geostationary Orbit,GEO)卫星对GPS系统进行外部增强,即北斗GEO卫星同时播发卫星导航电文和增强信息,提高用户定位精度。     

Initial assessment of the COMPASS/BeiDou-3: new-generation navigation signals

The successful launch of five new-generation experimental satellites of the China’s BeiDou Navigation Satellite System, namely BeiDou I1-S, I2-S, M1-S, M2-S, and M3-S, marks a significant step in expanding BeiDou into a navigation system with global coverage. In addition to B1I (1561.098 MHz) and B3I (1269.520 MHz) signals, the new-generation BeiDou-3 experimental satellites are also capable of transmitting several new navigation signals in space, namely B1C at 1575.42 MHz, B2a at 1176.45 MHz, and B2b at 1207.14 MHz. For the first time, we present an initial characterization and performance assessment for these new-generation BeiDou-3 satellites and their signals. The L1/L2/L5 signals from GPS Block IIF satellites, E1/E5a/E5b signals from Galileo satellites, and B1I/B2I/B3I signals from BeiDou-2 satellites are also evaluated for comparison. The characteristics of the B1C, B1I, B2a, B2b, and B3I signals are evaluated in terms of observed carrier-to-noise density ratio, pseudorange multipath and noise, triple-frequency carrier-phase ionosphere-free and geometry-free combination, and double-differenced carrier-phase and code residuals. The results demonstrate that the observational quality of the new-generation BeiDou-3 signals is comparable to that of GPS L1/L2/L5 and Galileo E1/E5a/E5b signals. However, the analysis of code multipath shows that the elevation-dependent code biases, which have been previously identified to exist in the code observations of the BeiDou-2 satellites, seem to be not obvious for all the available signals of the new-generation BeiDou-3 satellites. This will significantly benefit precise applications that resolve wide-lane ambiguity based on Hatch–Melbourne–Wübbena linear combinations and other applications such as single-frequency precise point positioning (PPP) based on the ionosphere-free code–carrier combinations. Furthermore, with regard to the triple-frequency carrier-phase ionosphere-free and geometry-free combination, it is found that different from the BeiDou-2 and GPS Block IIF satellites, no apparent bias variations could be observed in all the new-generation BeiDou-3 experimental satellites, which shows a good consistency of the new-generation BeiDou-3 signals. The absence of such triple-frequency biases simplifies the potential processing of multi-frequency PPP using observations from the new-generation BeiDou-3 satellites. Finally, the precise relative positioning results indicate that the additional observations from the new-generation BeiDou-3 satellites can improve ambiguity resolution performance with respect to BeiDou-2 only positioning, which indicates that observations from the new-generation BeiDou-3 satellites can contribute to precise relative positioning.     

基于GPS\BD2组合的车载导航系统性能分析

中国独立发展的北斗系统已经具备亚太地区的定位导航能力,为研究以北斗系统为主的车载导航技术的应用精度,采用伪距单点定位的方法分别对车载GPS,BD2,GPS\BD2 3种导航模式下的二维导航精度进行对比分析,结果显示定位精度分别为:3.66m,4.76 m,3.01 m,可以看出基于单点定位的北斗二维平面导航精度已达到5 m内,完全满足大众日常的出行要求。组合系统与GPS导航系统对比,组合系统具有更高的精度,是较好的导航模式。并基于visual studio平台编写定位软件,实现对车辆位置和速度信息的提取,监控车辆是否超速。     

利用GPS研究南极电离层TEC对太阳耀斑的异常响应

利用了南极地区IGS站和中山站GPS观测数据,计算了太阳耀斑期间的电离层TEC,分析了南极电离层TEC对太阳耀斑的异常响应。     

GPS/BDS组合实时动态精密单点定位

针对常规模式下。单系统实时精密单点定位精度受接收机环境和可视卫星数量影响严重等问题,研究了GPS/BDS双系统实时精密单点定位,采用非差无电离层组合载波和伪距观测值,详细推论了Kalman滤波参数估计方法的基本原理,并利用其进行参数估计,最后通过IGS站和实测数据进行了实时PPP实验,实验表明:GPS/BDS双系统定位模式较GPS单系统有明显改善,在E、N、U方向收敛后RMS值分别达到0.125 m、0.117 m、0.289 m,较单系统在各方向分别改善了11.9%、18.1%、22.5%。证明了GPS/BDS实时PPP能够达到分米级到厘米级定位精度。     

谷歌Nexus 9智能终端原始GNSS观测值的质量分析

从信噪比、伪距残差、相位残差等方面对开阔环境下的静态谷歌Nexus 9智能平板终端的原始全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）观测数据质量进行了分析评估，结果表明，Nexus 9平板的全球定位系统（Global Positioning System，GPS）、GLONASS观测值的信噪比比测量型接收机低10 dBHz左右；伪距精度分别为5.43 m、11.39 m，相位精度分别为4.44 mm、4.99 mm；相对于高度角来说，信噪比与伪距残差的相关性更强，更能反映观测数据的质量。在此基础上给出了信噪比定权的随机模型，并进行了开阔环境下的伪距单点定位测试。实验结果表明，基于信噪比定权的单点定位平面精度为2.74 m，高程精度为4.56m，比高度角定权精度提高了约26%。