L2C码与L2载波数据质量分析

基于IGS的L2C信号跟踪站数据验证了具有L2C码的卫星的L2载波的信噪比高于没有L2C码的卫星的L2载波的信噪比,L2载波恢复的数据质量更好.针对不同的接收机,对比分析了C/A码和L2C码多路径效应及观测噪声水平,发现对TRIMBLE NETRS接收机,L2C码误差水平明显高于C/A码,与期望结果相反.     

L2C监测跟踪网信噪比SNR数据质量分析

本文从L2C监测跟踪网的数据出发,分析了其中六个监测站的信噪比(SNR)数据。首先分析了未调制L2C码卫星的L1载波和L2载波的信噪比,得出此时的L2的信噪比数值相对较小(L1载波的信噪比均值与L2的信噪比均值差异最大为19.1dB)且稳定性较差;随后分析了调制有L2C码的卫星的L1载波和L2载波的信噪比,得出现代化后的L2载波信噪比与L1载波的信噪比基本一致(两个信噪比之差基本上在5dB左右);进而得出结论:调制有L2C码的L2载波具有更好的数据稳定性和抗干扰能力,且具有易于捕获的特点。     

GPS现代化后L2载波的定位精度研究

利用实际采集的数据,从信噪比和定位残差上分析了L2载波的数据质量,指出GPS现代化后,用L2C码恢复的L2载波信噪比明显提高,与L2载波信噪比接近,两者的差值仅在5 dBHz以内;用L2 C码恢复的L2载波比GPS现代化前的L2载波的信噪比更加稳定,不容易受卫星高度角的影响;同时利用L2 C码恢复的L2载波的定位残差比没有L2 C码的L2裁波小,定位精度明显提高.     

L5载波的信号质量分析

增加第三民用频率L5载波是GPS现代化措施中的一项,目前美国已经有4颗卫星具有L5观测值。从L5的信号结构上进行分析,应用L5载波的实际观测数据,与L1载波和L2载波相比较,L5载波不但在信噪比上得到提高,而且其多路径效应的影响也比较小,具有较好的数据观测质量。     

GPS第三频载波及民用码的信号质量分析

介绍了L5载波的特点,分析了L5载波对GPS测量的影响,用实测数据分析了三频载波的信噪比及各个民用码的噪声水平。     

大范围网络RTK基准站间整周模糊度实时快速解算

网络RTK是目前实现高精度实时动态定位的重要手段之一,而网络RTK高精度定位的关键问题是基准站间整周模糊度的实时快速准确固定。对于大范围网络RTK,由于基准站间距离的增加,电离层延迟误差、对流层延迟误差和卫星轨道误差相关性降低,导致基准站间整周模糊度不能快速准确地固定,因此本文提出了一种大范围网络RTK基准站间整周模糊度固定算法。该算法首先利用L1、L2载波相位观测值和P1、P2伪距观测值解算基准站间的双差宽巷模糊度;然后采用Saastamoinen模型和Chao映射函数模型相结合解算双差对流层延迟误差,并将双差宽巷模糊度作为L1、L2双差载波相位整周模糊度的约束关系来确定L1、L2双差载波相位整周模糊度;最后采用CORS站的实测数据进行试验,并将本文的试验结果同GAMIT软件的解算结果进行比对,结果表明该算法可以快速准确地实现单历元双差载波相位整周模糊度的固定。     

两颗GPS现代化卫星L5载波信号的比较

本文分析了GPS现代化信号L5载波的结构及相对于非现代化信号的改进,比较了GPS L5载波和WAAS L5载波的区别;比较了2颗现代化卫星SVN49和SVN62播发的L5载波的信号结构及信噪比,结果表明:SVN49播发的L5载波演示信号的抗干扰能力较差,而SVN62播发的L5载波具有更强的抗干扰能力,满足设计规范要求。     

无先验信息的改进目标函数单历元模糊度正确率分析

基于C/A码和双频载波相位信息建立双差伪距和宽巷相位观测模型,以浮点变换方法生成模糊度备选空间,将改进的目标函数"L1相位残差平方和与L2相位残差平方和之和"替换传统的目标函数"浮点解与真解残差二次型"作为模糊度搜索的准则。18h实测静态数据的计算结果表明,在模糊度求解的正确率、可靠性和可用性方面,改进的目标函数优于传统的目标函数。     

网络RTK流动站整周模糊度的单历元解算

传统网络RTK模糊度解算方法需要多个历元的观测数据,并且要进行周跳的探测和修复,影响模糊度解算的效率。本文提出一种单历元确定网络RTK双差整周模糊度的新方法。首先利用测码伪距观测值和载波相位观测值的单历元数据组成双差联合观测方程,采用改进LABMDA算法进行两步搜索确定GPS双差相位观测值的宽巷模糊度。确定宽巷模糊度后,再用宽巷模糊度值和载波相位观测值组成新的联合观测方程,大大改善了方程的状态,可以准确解算出GPS双差整周模糊度,显著提高了网络RTK整周模糊度固定的效率。     

网络RTK参考站间模糊度动态解算的卡尔曼滤波算法研究

提出一种适用于参考站网络的站间模糊度解算方法,该方法使用CA码与相位的电离层无关组合解算宽巷模糊度,利用多路径效应的周期性削弱CA码多路径效应。在宽巷模糊度得到固定后,利用卡尔曼滤波对L1模糊度进行估计,并使用模糊度失相关搜索算法,动态地确定模糊度。这种方法已经应用在自主开发的网络RTK软件上,并以四川GPS综合服务网络SIGN(Sichuan Integrated GPS Network)作为试验网络,进行了试验和分析。     

长距离GPS/BDS参考站网多频载波相位整周模糊度解算方法

长距离网络RTK是实现GPS/BDS高精度实时定位的主要手段之一,其核心是长距离参考站网GPS/BDS整周模糊度的快速准确确定。本文提出了一种长距离GPS/BDS参考站网载波相位整周模糊度解算方法,首先利用GPS双频观测数据计算和确定宽巷整周模糊度,同时利用BDS的B2、B3频率观测值确定超宽巷整周模糊度。然后建立GPS载波相位整周模糊度和大气延迟误差的参数估计模型,附加双差宽巷整周模糊度的约束,解算双差载波相位整周模糊度,并建立参考站网大气延迟误差的空间相关模型。根据B2、B3频率的超宽巷整周模糊度建立包含大气误差参数的载波相位整周模糊度解算模型,利用大气延迟误差空间相关模型约束BDS双差载波相位整周模糊度的解算。克服了传统的使用无电离层组合值解算整周模糊度的不利影响。采用实测长距离CORS网GPS、BDS多频观测数据进行算法验证,试验结果证明该方法可实现长距离参考站网GPS/BDS载波相位整周模糊度的准确固定。     

Single-Epoch Ambiguity Resolution for Real-Time GPS Attitude Determination with the Aid of One-Dimensional Optical Fiber Gyro

High-accuracy real-time GPS-based attitude determination requires that integer ambiguities be resolved very quickly so that the attitude angles can be output with minimum delay. This article describes an attitude determination algorithm that can resolve integer ambiguities instantaneously, relative to one antenna of a multi-antenna array configuration. The carrier phase and pseudorange observations are used with fixed baseline length constraints and fiberoptic gyro data. Real-time stochastic model improvement using empirical elevation-dependent standard deviation function and an estimated scale factor are a feature of this algorithm. Integer ambiguity search using the LAMBDA method, sophisticated validation criteria, and an adaptive procedure has also been implemented within the software. An experiment was carried out using four Leica dual-frequency GPS receivers (but only the L1 carrier phase and pseudorange data were used) and a low-cost fiberoptic on a car. The results indicate that integer ambiguities can be resolved on a single-epoch basis with a 98.9% success rate. ? 1999 John Wiley & Sons, Inc.     

BDS参考站三频整周模糊度单历元确定方法

参考站载波相位整周模糊度的准确确定是实现BDS网络RTK定位的关键。本文研究了BDS参考站三频载波相位整周模糊度单历元确定方法。首先推导了参考站三频载波相位整周模糊度之间的多个整数线性关系,根据双频载波相位整周模糊度的整数线性关系,以及B1载波相位整周模糊度备选值,确定B1/B2和B1/B3载波相位整周模糊度的备选组合。然后利用不受误差影响的三频载波相位整周模糊度间整数线性关系,对整周模糊度备选值进行约束和确定。根据大气误差的空间相关性,采用以卫星高度角和方位角为依据的基准卫星选择方法,降低了对流层延迟误差残差对多频载波相位整周模糊度之间线性关系约束能力的影响。试验结果表明,本文方法能够实现参考站三频载波相位整周模糊度的单历元准确确定,且计算效率高,算法简单。     

Modified ambiguity function approach for GPS carrier phase positioning

This paper presents a new strategy for GPS carrier phase data processing. The classic approach generally consists of three steps: a float solution, a search for integer ambiguities, and a fixed solution. The new approach is based on certain properties of ambiguity function method and ensures the condition of integer ambiguities without the necessity of the additional step of the integer search. The ambiguities are not computed explicitly, although the condition of “integerness” of the ambiguities is ensured in the results through the least squares adjustment with condition equations in the functional model. An appropriate function for the condition equations is proposed and presented. The presented methodology, modified ambiguity function approach, currently uses a cascade adjustment with successive linear combinations of L1 and L2 carrier phase observations to ensure a correct solution. This paper presents the new methodology and compares it to the three-stage classic approach which includes ambiguity search. A numerical example is provided for 25 km baseline surveyed with dual-frequency receivers. All tests were performed using an in-house developed GINPOS software and it has been shown that the positioning results from both approaches are equivalent. It has also been proved that the new approach is robust to adverse effects of cycle slips. In our opinion, the proposed approach may be successfully used for carrier phase GPS data processing in geodetic applications.     

BDS网络RTK中距离参考站整周模糊度单历元解算方法

提出了一种BDS网络RTK中距离(50~100 km)参考站间的双频载波相位整周模糊度单历元解算方法。该方法首先利用B1、B2载波相位整周模糊度间的线性关系选取B1、B2载波相位整周模糊度备选值。利用双频载波相位整周模糊度备选值计算双差电离层延迟误差,根据参考站各卫星电离层延迟误差间的空间关系,使用双差电离层延迟误差构建双差电离层延迟误差的线性计算模型。通过双差电离层延迟误差线性计算模型的建立搜索和确定B1、B2载波相位的整周模糊度。经CORS网实测数据试验算例的验证,该方法只需一个历元的观测数据即可确定参考站间双差B1、B2载波相位整周模糊度,且不受周跳影响。     

GPS短基线整周模糊度的直接解法

提出了在位移值较大的情况下(0.7 m),通过多种载波相位组合,解算短基线GPS整周模糊度的方法。导出了在解算过程中保证L1和L2载波的整周模糊度N1和N2为整数的条件,从而将DC(direct calcu-lation)算法[1]不仅推广到大变形的情况,而且推广到短基线GPS整周模糊度的解算,解决了快速准确解算短基线GPS整周模糊度的问题。     

长距离GPS/BDS双系统网络RTK方法

基于区域参考站网的网络实时动态定位(real-time kinematic,RTK)方法是实现全球定位系统(global positioning system,GPS)、北斗卫星导航系统(BeiDou satellite navigation system,BDS)高精度定位的主要手段。研究了一种长距离GPS/BDS双系统网络RTK方法,首先采用长距离参考站网GPS/BDS多频观测数据确定宽巷整周模糊度,利用引入大气误差参数的参数估计模型解算GPS/BDS双差载波相位整周模糊度;然后按照长距离参考站网观测误差特性的不同,分类处理参考站观测误差,利用误差内插法计算流动站观测误差,以改正流动站GPS/BDS双系统载波相位观测值的观测误差;最后使用流动站多频载波相位整周模糊度解算方法确定GPS/BDS载波相位整周模糊度并解算位置参数。使用长距离连续运行参考站(continuously operating reference stations,CORS)网的实测数据进行实验,结果表明,该方法能够利用长距离GPS/BDS参考站网实现流动站的厘米级定位。     

小波分析在单频GPS快速精密定位中的应用研究

单频GPS快速定位方程是严重病态的,应用最小二乘原理得到的模糊度浮点解大大偏离其准确值,应用LAMBDA方法难以正确地固定模糊度。本文将GPS载波相位双差观测量在不同的小波空间和尺度空间进行分解和重构,去除高频测量噪声,可减小测量噪声对GPS快速定位中病态方程解的影响,提高模糊度浮点解的精度,缩小模糊度搜索空间。实验表明,对于GPS短基线,仅利用1min左右的单频载波观测数据,经过基于haar、db4、coif4和sym4小波的5尺度小波变换后,可获得较准确的模糊度浮点解,应用LAMBDA法可正确地固定模糊度,达到厘米级定位精度。     

长距离网络RTK参考站间双差模糊度快速解算算法

提出了一种长距离网络RTK参考站间双差整周模糊度快速解算方法,该方法利用双频载波相位模糊度间的线性关系确定宽巷模糊度,然后选取双频载波相位的备选模糊度组合,通过计算参考站间对流层误差和轨道误差等非色散误差,对双频载波相位整周模糊度进行搜索。实验结果表明,此方法能够快速、可靠地解算长距离参考站间的双差整周模糊度。     

The least-squares ambiguity decorrelation adjustment: a method for fast GPS integer ambiguity estimation

The GPS double difference carrier phase measurements are ambiguous by an unknown integer number of cycles. High precision relative GPS positioning based on short observational timespan data, is possible, when reliable estimates of the integer double difference ambiguities can be determined in an efficient manner. In this contribution a new method is introduced that enables very fast integer least-squares estimation of the ambiguities. The method makes use of an ambiguity transformation that allows one to reformulate the original ambiguity estimation problem as a new problem that is much easier to solve. The transformation aims at decorrelating the least-squares ambiguities and is based on an integer approximation of the conditional least-squares transformation. This least-squares ambiguity decorrelation approach, flattens the typical discontinuity in the GPS-spectrum of ambiguity conditional variances and returns new ambiguities that show a dramatic improvement in correlation and precision. As a result, the search for the transformed integer least-squares ambiguities can be performed in a highly efficient manner.