GPS/GLONASS组合实时动态精密单点定位

针对传统模式下,单系统实时动态精密单点定位精度不高、受环境影响严重等缺点,研究了双系统实时动态精密单点定位的方法,基于非差无电离层组合载波和伪距观测量,依据拓展Kalman滤波进行参数估计,从多种情况进行了实时动态PPP的实验。实测数据解算实验表明,双系统定位较单系统有明显改善,其U、N、E方向收敛后RMS分别为0.224m、0.062m、0.102m,分别较单系统改善了42.9%、26.2%、69.6%,能够满足海上实时动态的厘米至分米级的定位需求。     

精密单点定位技术在海上工程中的应用

结合海上科研工程实践,对GPS精密单点定位模型及数据处理方法进行研究,并采取陆上静动态定位和海上动态定位试验进行了精密单点定位精度统计和分析。结果表明:在超出常规差分定位基线长度限制的广阔海域,采用精密单点定位技术可实现亚米级实时动态定位,为海上高精度实时动态定位应用提供了技术依据。     

GPS精密单点定位数据解算的精度对比

分别采用GAMIT和GrafNav两种不同的软件对南海区域不同时间、不同地点所测得的GPS精密单点定位数据进行了解算,并对同一数据的解算结果进行了精度分析。研究结果表明:这两种方法解算所得结果互差达到厘米级,说明GrafNav满足GPS精密单点定位数据解算要求,具有一定的应用参考价值。     

基于GNSS浮标的潮位测量技术研究

利用研制的GNSS浮标,在海南省清澜湾进行了21.5 h的潮位测量工作,分别使用GAMIT+TRACK和精密单点定位技术(PPP)两种方法对GNSS数据进行解算,并对高频GNSS解算结果进行了巴特沃斯、低通滤波、中值滤波、小波滤波等处理,处理结果与实测潮位数据进行了对比。结果表明:(1)使用GNSS浮标可以进行潮位测量;(2)移动平均滤波或中值滤波对高频GNSS浮标解算数据的处理结果较好,其次为巴特沃斯滤波,小波滤波处理结果较差;(3)在GNSS基准站的支持下,GAMIT+TRACK对GNSS解算结果精度可达1.065 cm,并可以给出绝对高程下的潮位信息;PPP技术解算结果的精度为4.283 cm,但不需要GNSS基准站的支持,可用于远海潮位测量。     

海岛礁测量中精密单点定位优化解算方案研究

针对海岛礁测量实际作业中存在的问题,在精密单点定位的解算与分析基础上,研究了删除观测条件较差时段、缩短观测时间、快速星历替代事后精密星历、快速星历解算并缩短观测时间等几种精密单点定位解算的优化方法,并综合上述优化解算方法的优缺点,提出了两种具体的优化解算方案,实验表明所提方案能够进一步减轻作业人员的工作量,一定程度上满足海岛礁测量实际作业需要。     

海洋测绘中精密单点定位精度适用性分析

目前IGS共提供6类精度和时效性不同的精密星历产品,为了验证不同精度和时效性的IGS精密星历产品在海洋测绘中的适用情况,使用6类不同的IGS精密星历产品,分别对固定点观测数据和海上浮动点观测数据进行精密单点定位解算,并对解算结果分别进行比对分析和统计。固定点比对结果表明,IGS和IGR精密星历精密单点定位解算在平面位置方向均能达到平均8厘米的外符合精度,IGU00至IGU18精密单点定位解算精度稍差,平面外符合精度在10～13cm,且精度随着发布时间的推迟而提高;PPP潮位的解算结果表明,从IGS至IGU18,高程方向的解算精度相当,和固定潮位站的数据相比,均方根差在16～18cm。     

实时GPS精密卫星钟差估计及实时精密单点定位

研究了GPS实时精密卫星钟差的估计方法,并将实时钟差应用于实时精密单点定位。采用自编软件,依据全球均匀分布的IGS参考站实测数据,基于非差消电离层组合载波和伪距观测量实现了GPS实时精密卫星钟差估计。试验结果表明,自主估计的实时卫星钟差与IGS发布的最终精密钟差具有较好一致性,互差优于0.2ns;用于实时精密单点定位,能够获得静态定位1~2cm、仿动态定位厘米级精度。     

基于GNSS观测网的双差和非差解算结果比较分析

利用BERNESE软件双差定位模块与PANDA软件非差精密单点定位模块,处理了中国沿海GNSS观测网2009年120天~365天的数据资料,分别从外符合和内符合精度对结果进行比较分析。结果表明:BERNESE软件双差定位解算出的坐标精度要优于PANDA软件精密单点定位,但相差不大。     

星历精度对GPS单点定位的影响

探讨了GPS单点定位技术的原理、方法及数据处理中的一些关键技术,分析了广播星历和IGS提供的精密星历(IGR、IGU和IGF)对单点定位精度的影响,通过实验数据分析,得出在准实时的高精度解算中,可以利用快速星历代替最终星历进行解算。     

迈向实时位置服务的精密单点定位技术

介绍近年来随着GNSS技术向大范围、高精度、动态实时定位服务技术迈进,精密单点定位技术研究在实时轨道钟差数据获取,非差模糊度固定技术及在线精密单点定位服务系统方面取得的研究进展。总结了这些领域新出现的主要技术、算法和相关产品,并展望了未来精密单点定位技术的发展方向。     

非差非组合与组合模型定位性能对比及并行设计

分别采用非差无电离层组合模型与非差非组合模型进行批量静态定位解算,对比两者的定位精度以及ZPD估计精度。设计并实现两种模型的并行解算方法,提高非差模型的计算效率。大网数据实验结果表明,两种模型定位精度基本一致,非差非组合ENU的3个方向平均偏差为(4.2,2.8,6.6)mm,组合模型的平均偏差为(4.0,2.8,6.3)mm,但非差非组合模型的解算更加耗时,约是组合模型计算时间的1.4倍。多核环境下,两种模型的并行解算效率均比传统串行模型得到了提高。结果表明,双核并行和四核并行的计算效率比单核串行计算均分别提高了40%和60%以上。     

基于多系统组合的PPP模糊度快速固定研究

探讨了组合多系统的精密单点定位(PPP),通过MGEX实测数据进行多系统PPP解算,分析了不同系统组合PPP定位精度和收敛速度,以及多系统组合对GPS模糊度首次固定时间的影响。实验结果表明,在静态和仿动态条件下,组合系统PPP的收敛速度和短时间定位精度明显优于单系统PPP,同时多系统组合PPP能够加快浮点模糊度收敛,缩短GPS PPP模糊度的首次固定时间。     

机载GPS精密单点定位性能分析

利用地面多基站RTK测量结果和精密单点定位（PPP）测量结果,分析了机载条件下PPP定位、测速性能指标.实验结果表明：机载GPS精密单点定位绝对定位精度在位置、速度上可分别达到0.182 3m和0.024 6m/s,相对定位精度在位置、速度上可分别达到0.1450m和0.024 9m/s.     

机载GPS精密单点定位性能分析

利用地面多基站RTK测量结果和精密单点定位(PPP)测量结果,分析了机载条件下PPP定位、测速性能指标。实验结果表明:机载GPS精密单点定位绝对定位精度在位置、速度上可分别达到0.182 3m和0.024 6m/s,相对定位精度在位置、速度上可分别达到0.1450m和0.0249m/s。     

不同星历和钟差产品的PPP验潮试验及结果分析

基于动态精密单点定位(PPP)技术,借助研制的PPP软件,采用IGR、IGU等快速星历和钟差产品,进行了海上船载PPP验潮试验,并对其精度进行了分析。结果表明:与传统RTK验潮技术相比,海上PPP验潮的精度优于0.1m,能够满足海上OBC地震勘探等工作对潮汐数据的精度要求;基于IGU星历的PPP验潮方法的时延较短,更加符合海洋潮汐数据的时效性需求。     

海上风电工程结构安全监测体系框架设计

文章针对海上风电工程结构安全监测的需求,在系统回顾了目前的主要监测现状及存在的监测难点的基础上,初步构建了水上、水下一体化安全监测体系基础框架,阐述了主要的工作流程,重点探讨了海上风电工程安全监测中的精密单点定位（PPP）技术、高程传递、多传感器集成、精密水下定位技术、水下摄像机标校、水下三维激光点云快速建模、水下桩基全景影像与点云数据匹配、多波束与侧扫声呐数据融合等关键技术,以期为海上风电工程结构设施管控、变化监控和防灾减灾提供新的应急方案和技术支撑。     

Performance of Real-Time Precise Point Positioning

The IGS Real-time Pilot Project (IGS-RTPP) provides real-time precise orbits and clocks, which support real-time positioning for single stations over large areas using the Precise Point Positioning (PPP) technique. This paper investigates the impact of real-time orbits, network configuration, and analysis strategies on real-time PPP implementation and demonstrates the real-time PPP performance. One month of data from the IGS network is analyzed in a real-time simulation mode. Results reveal the following: (1) In clock estimation, differential approaches are much more efficient than the zero-differenced approach. (2) The precision of IGS Ultra rapid (IGU) orbits could meet the IGS-RTPP requirement for precise clock estimation and PPP positioning. (3) Considering efficiency and precision, a network with 50 stations is recommended for the IGS-RTPP. It is demonstrated that the real-time satellite clock precision is 0.1 ns supporting hourly static PPP with a mean precision of 2–3 cm in the North component and 3–4 cm in the other components. Kinematic PPP assessed with onboard GPS data collected from a buoy provided mean coordinate precision of 2.2, 4.2, 6.1 cm in the North, East and Up directions, compared to the RTK solutions.     

基于GPS精密单点定位技术的水深测量

首先阐述了水深测量的两种作业模式：传统人工验潮水深测量和GPS无验潮水深测量,对两种作业方式作了简单的比较。简要介绍了GPS精密单点定位（PPP）的基本原理,给出了GPS无验潮水深测量数学模型。然后,针对传统水深测量作业模式的弊端,提出采用GPS精密单点定位技术进行无验潮水深测量作业,并从静态和动态定位两个方面验证了PPP技术进行无验潮水深测量作业的可行性。     

Nonlinear and Robust Location for Low-cost Shipborne Laser Ranging Positioning

ABSTRACT

Without landing on islands, reefs, or facilities, fast locating targets by the reflectorless ranging integrated with Global Navigation Satellite System (GNSS) has a wide range of application. We propose a nonlinear robust location method and modify current nonlinear estimators for achieving shipborne laser ranging positioning of high precision. The Newton method is recommended as a nonlinear estimator for shipborne ranging positioning since the Gauss–Newton method occasionally fails in critical cases when the control points and the unknown point are approximately coplanar. However, it shows that the vertical positioning based on the shipborne laser ranging is generally of low precision, while the vertical angle measurement is used to further remedy this deficiency. The positioning precision and reliability might be significantly decreased with the increased number of gross errors in the observations that are dynamically implemented on a moving shipborne platform; thus a weighting scheme with high breakdown point is recommended to set the preliminary weights, and then Scheme III of the Institute of Geodesy and Geophysics of China (IGGIII) is applied to iteratively updating the weights of distance observations. It shows that the proposed method based on the angle-distance observational data fusion can be used to achieve a three-dimensional positioning of high precision.