星载GPS伪距多路径误差与观测噪声对自主定轨的影响分析

对搭载美国BlackJack接收机的CHAMP/GRACE-A/Jason-2卫星和搭载国产接收机的HY2A/ZY3/TH1卫星的星载GPS数据的伪距多路径误差与观测噪声进行了研究,重点分析了国产接收机伪距多路径误差的变化特性,并研究了多路径误差与观测噪声对星载GPS自主定轨的影响。结果表明:国产接收机的C/A码与P1码伪距观测精度要整体差于美国的BlackJack接收机,而P2码伪距观测精度要整体优于BlackJack接收机;国产接收机P1码伪距受多路径效应影响较大,其多路径误差随高度角减小存在单调递增的变化趋势,其中HY2A、ZY3与TH1卫星的多路径误差最大分别可达3.6 m、1.8 m与0.7 m;这种单调递增变化的多路径误差会导致星载GPS自主定轨位置结果在径向与切向产生系统性偏差。     

GNSS数据质量分析

GNSS载波相位观测值受观测噪声和接收机钟跳等的影响,其周跳检验量序列随时间发生变化。为构造稳健而又敏感的周跳检验量,需对不同系统的卫星数据质量进行分析,而多路径效应和信噪比则是影响观测数据质量的重要指标。本文重点分析了GPS与BDS卫星数据的多路径效应及信噪比,并提出了一种接收机时钟的钟跳探测方法,即采用双频相位观测值的O-C值,通过消电离层线性组合进行钟跳探测。     

GPS动态监测中多路径效应的规律性研究

在分析GPS多路径效应特性的基础上,结合GPS动态变形监测的特点,对连续多天的观测数据解算结果采用滤波与周日位置求差相结合的方法进行数据处理。研究结果表明,多路径误差具有较强的周日重复性,在有效地削弱多路径效应的影响后,GPS动态监测的三维位置精度可以达到mm级,尤其是垂直方向的精度改善明显。     

桥面复杂环境下BDS／GPS数据质量监测与分析

分别阐述了BDS／GPS多路径效应的产生机理以及相应的消除和削弱措施,利用统计分析方法对桥梁变形监测过程中复杂环境下监测点的BDS／GPS的多路径效应进行对比分析,以及分析BDS、GPS多路径误差与桥梁桥塔、缆索、车流量等影响因素的关系。实测数据结果表明,GPS的多路径效应值相比于BDS的GEO卫星较大,与IGSO卫星基本相同,优于MEO卫星;多路径误差与卫星高度角呈负相关关系;桥梁桥塔、缆索、车流量是影响多路径效应的重要因素。      

基于JXCORS基准站的北斗卫星多路径效应分析

以JXCORS基准站点实测数据为基础,通过对接收的北斗导航卫星和GPS导航卫星数据的处理,分析了基准站点可见卫星的变化特征,比较了北斗与GPS卫星多路径效应的差异。结果表明,北斗卫星L1波段的多路径效应和GPS卫星相当,L2波段的多路径效应稍优于GPS卫星。     

GPS多路径效应规律研究

GPS卫星定位技术依靠定位精度高、全天候等特点,已在多个领域广泛应用,然而GPS多路径效应产生的误差却时刻影响着其定位精度。通过分析GPS多路径效应产生的原因,然后对试验的结果进行残差图和数值的比较,在理论上证明GPS多路径效应存在一定的规律性。     

GNSS数据质量评估软件的实现及验证分析

近些年卫星导航系统的飞速发展,使得导航定位用户获取多模GNSS数据已成为一种趋势。而目前尚无一种能够同时检测GPS/BDS/GLONASS/Galileo数据质量的软件。针对新一代RINEX格式的GNSS数据,深入研究数据质量检测的方法。用C语言开发了与TEQC数据质量检测功能相近的软件QC,并对其正确性进行了验证。在此基础上,对iGMAS站的数据质量进行了分析,发现目前的多模GNSS接收机易发生钟跳;在多路径效应方面,BDS卫星的GEO卫星多路径效应的周期性较弱,信噪比也呈现出与GPS和GLONASS不同的特征。     

GPS多路径效应中的EEMD时空滤波器

根据结构动态监测中GPS多路径效应的日重复性和低频周期等特性,本文研究了一种基于集成经验模态分解(EEMD)技术的滤波方法,构造了EEMD时空滤波器。通过计算连续两天GPS动态监测数据EEMD的相关系数,提取GPS监测数据中的多路径效应。实验结果表明了该方法的有效性,为结构动态变形模态分析提供了有效数据。     

利用信噪比削弱多路径误差的方法研究

多路径效应是卫星导航定位中重要的误差源,在分析多路径效应的产生原理以及多路径效应与信噪比相关性的基础上,提出了可利用信噪比削弱多路径效应的方法,并利用自测的GPS观测数据进行了验证.     

GPS多路径误差分析及探测方法

多路径误差严重影响动态GPS测量精度,且很难将其彻底消除.介绍多路径效应的机理及特性,利用相同环境下、连续卫星周期间数据取差以及连续历元坐标序列的移动平均方法削弱多路径误差,提高定位精度.     

GALILEO系统仿真与分析

本文着重阐述了GALILEO仿真系统星座和误差模型的构建过程,利用该系统进行DOP值分析并通过定位解算验证了GALILEO系统的性能指标。通过与GPS系统性能指标进行比较,得出GALILEO系统的星座设计具有较好的DOP值分布特性,定位精度优于GPS定位精度。在进行差分定位时,其误差贡献比较大的是接收机噪声和卫星钟差,因此提高差分定位的关键是降低接收机的噪声水平和提高卫星钟差预报精度。     

美伊冲突中的GPS信号增强分析

对2019年6月美伊冲突事件中的GPS功率增强进行了分析,具体从接收机类型、天线类型以及卫星型号三部分对GPS P(Y)码的功率增强进行了分析,分析表明,采用不同类型接收机的测站,其功率增强值明显不同,而采用不同类型天线的测站,其功率增强值相差不大;此外,在接收机或天线类型相同情况下,同组并址站的相同类型的卫星功率增强值对比结果呈一致性.      

BDS精密单点定位在海洋石油钻井平台动力定位系统的应用研究

深水动力定位(DP)石油钻井平台依赖于高精度的位置参考基准,精密单点定位(PPP)技术是提供海上高精度位置服务的首选方式。目前海上石油钻井平台DP系统所需的高精度位置参考基准以GPS为主。随着我国北斗卫星导航系统(BDS)的全球组网,BDS实时PPP必将为全海域作业提供自主高精度的位置参考基准。本文就自主研制的BDS实时PPP产品开展实船应用研究,并接入南海作业的某DP系统。结果表明,相比于国外同类产品,收敛后的三维位置差异性小于50 cm,接入DP系统后BDS与GPS信息所占的权值一致,验证了BDS单系统实时PPP在海洋石油钻井平台DP系统应用的可行性。     

GPS纯几何法在低轨卫星定轨中的应用

在近地低轨卫星上安装GPS接收机,并同时能捕获到四颗GPS卫星的话,我们就可以直接利用GPS观测值来组成观测方程,解算被求卫星的轨道位置。但由于GPS卫星是为地面上的用户设计的,其主要是满足地面用户的导航定位要求,再加上近地卫星的高动态性、高速度性,有时还不能同时捕获到四颗GPS卫星,这都给近地卫星的定轨带来了不确定的因素。本文主要对这一想法进行了试验,并分析了定轨的精度。     

GPS多路径信号提取地面反射点算法

基于GPS卫星、接收机天线、地面反射点及地心的空间几何关系,阐述了一种利用GPS多路径信号提取地面反射点的算法,并通过实验数据,利用Matlab实现了对地面反射点和反射点轨迹的提取。     

GPS、Galileo及其组合系统导航定位的DOP值分析

利用Galileo系统的轨道参数模拟了Galileo系统的卫星位置，并计算出DOP值，比较了同一地点同时段内GPS和Galileo的能见卫星个数及DOP值。与单个系统相比，GPS／Galileo组合在任意地点、任意时刻的观测卫星个数增加．其DOP值明显变小；同时计算了组合系统在不同卫星高度角情况下的DOP值变化，发现在卫星高度角较高时仍可以接收到四颗以上的卫星．其DOP值也能达到导航定位的要求。     

多传感器与道路网数据用于汽车导航的研究

对车载导航系统中GPS接收机，车论计数器和电子罗盘传感器数据与导航电子地图所提供的道路网络数据进行了综合处理，建立了道路网络数据的网络拓扑关系，在此基础上提出了基于道路网络拓扑关系，利用GPS接收机，车轮计数器和电子罗盘传感器对汽车进行实时定位的算法。最后，对导航中汽车的定位误差进行了分析。实验证明，GPS接收机，车轮计数器和电子罗盘传感器与道路网络数据综合，在导航过程中能够补偿GPS信号技失，实时、高精度、高可靠性地确定汽车的位置。     

Site-specific multipath characteristics of global IGS and CORS GPS sites

The site-specific multipath characteristics of 217 Global Positioning System (GPS) sites worldwide were analyzed using the variability of the post-fit phase residuals. Because the GPS satellite constellation returns to the same configuration in a sidereal day (23 h 56 min 4 s), the multipath repeats on that period. However, daily GPS position estimates are usually based on the solar day. When several days of GPS data are processed, this steady change in the orientation of the satellite constellation with respect to the station manifests itself in the form of patterns in the post-fit phase residuals which shift by 3 min 56 s per day. It was found that the mean root mean square of the time-shifted post-fit phase residuals is highly dependent on the GPS antenna type. The conclusions derived from the analysis of the time-shifted post-fit residuals were verified by performing a cross-correlation of the post-fit residuals across many days for selected sites.     

高遮挡环境下卫星数不足四颗的GPS定位研究

讨论了GPS接收机观测卫星数不足4颗条件下的GPS导航定位问题，提出拟合外推接收机钟差，联合大地高，地图匹配的方法，推导了相应的数学模型，并编程实现其算法，对实际车载动态GPS数据进行解算。解算结果表明：利用上述方法可以解决观测卫星数不足4颗条件下的GPS导航定位问题。