电磁干扰对 GPS／北斗设备授时精度的影响

分析了G PS和北斗授时的基本原理,并对授时设备的授时精度进行了测试和分析;通过设置卫星授时信号载频干扰环境,对授时设备在不同干扰环境下的授时精度进行了测试和分析,研究了载频干扰对测量装备授时精度的影响程度,为授时设备在复杂电磁环境下的可靠应用提供了参考和依据。     

北斗RDSS授时服务性能评估

针对现有卫星导航系统RDSS授时服务研究较少的问题,该文结合北斗实测数据,提出采用时间序列分析法评估北斗RDSS单向和双向授时服务性能,系统地研究了单向授时原理和双向授时原理,并介绍了北斗RDSS实测数据和精度评估方法。通过分析钟差总体情况、零值分段情况、噪声情况及授时精度等,得出结论:RDSS单向授时精度小于30ns,RMS平均值为6.81ns;RDSS双向授时精度小于20ns,RMS平均值为3.60ns;各波束的单向授时和双向授时数据均存在周期切换现象,且单向授时数据存在分层现象。该结论可用于RDSS系统差补偿,为北斗系统差一致性提供参考,进而提高系统服务精度。     

CORS参考站数据自动化处理程序设计

CORS系统可为城市建设提供可靠的空间参考基准, 参考站的稳定性是保证用户应用的关键。本文基于高精度GPS数据处理软件GAMIT/GLOBK, 提出了一种CORS参考站数据自动化处理方案, 实现数据处理的程序化与规范化, 进而快速获取参考站空间位置的变化信息, 对CORS参考站进行稳定性分析。最后, 以NJCORS参考站一个月观测数据为例, 对基线和点位序列进行精度评估, 试验结果证明了该方案的有效性和可靠性, 具有工程推广价值。     

BDS不同服务体制下授时模型差异研究

随着北斗卫星导航系统(BDS)的全球组网发射完成,BDS逐步实现了向全球用户提供基本导航（卫星无线电导航业务(RNSS)、向中国及周边区域用户提供区域短报文通信（卫星无线电测定业务(RDSS)、星基增强(SBAS)等服务的“三步走”规划．为研究BDS不同服务体制下的授时差异,本文从时空基准、授时精度检核、设备时延、卫星健康状态等方面,分析了基于已知位置的BDS RDSS单／双向授时、RNSS单／双频授时及SBAS单频授时模型差异,并给出了基于本文授时模型下的BDS不同体制授时精度,以为利用BDS进行授时服务的用户机研制、生产、测试和检验提供参考.      

北斗卫星导航系统单星授时精度分析

为研究北斗卫星导航系统单星授时精度,本文基于GPS单星授时原理,结合北斗卫星多种类型星座特点,编写了BDS单星授时软件。利用iGMAS站数据进行了试验,在对原始数据进行监测并将异常信息剔除后,将授时结果与中国测绘科学研究院北斗分析中心（CGS）钟差文件进行比对,分析了BDS不同轨道卫星（GEO/IGSO/MEO）下的BDS单星授时精度。结果表明,GEO卫星的授时精度为27.39 ns,IGSO卫星的授时精度为18.37 ns,MEO卫星的授时精度为18.62 ns。     

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。     

基于BDS用户终端的局域网授时方法

针对局域网时间授时应用需求,设计了一种基于北斗卫星导航系统（BDS）用户终端的局域网授时方案．通过软件研制,将用户终端的UTC时间导入到局域网计算机,作为局域网参考时间源,再利用网络授时软件进行网络授时,实现局域网UTC时间统一.试验结果表明,基于BDS用户终端的UTC时间引接精度可达200 ms,网络授时精度优于500 ms.      

单站GPS载波平滑伪距精密授时研究

给出了单站GPS载波相位平滑伪距授时的原理和数学模型,详细分析了单站GPS载波相位平滑伪距授时的技术难点和授时精度评定的表征量,并编程对IGS站观测数据进行处理.实验结果表明,单站GPS载波相位平滑伪距精密授时的绝对钟差精度可达到ns级.     

北斗卫星导航系统RNSS授时监测方法研究

随着北斗导航卫星系统的不断完善以及在授时方面的普及,对RNSS授时监测提出了更高的要求。针对数据质量的监测,该文通过对导航星历完备性、观测数据粗差剔除等常规手段进行监测,并首次引入测站接收机钟跳探测,保证数据的质量。针对授时结果的监测,通过设立阈值对授时结果进行监测,并针对授时结果阈值法的不足提出了基于相邻历元的授时结果监测法,通过数据监测与授时结果监测相结合形成了完整的授时监测体系,保证了授时结果的可靠性。根据本文的监测体系,选取了多个iGMAS站进行了实验,对该监测体系进行了测试,验证了该监测体系的正确性与有效性。     

GPS芯片开发及授时性能分析

GPS接收机的核心器件即为GPS OEM板(即GPS芯片),对其直接进行开发,在使用上具有灵活方便、经济实用、便于融合等优点。本文以Motorola M12MT+TIMING ONCORE型GPS OEM板为例,论述了GPS OEM板的具体开发使用过程和相关注意事项,并对其授时性能、1pps(秒脉冲)输出的特点等进行了研究,提供了用其实现精确授时的方法,并对授时精度进行了分析,对于测量中精确数字授时的实现具有一定的实际意义。     

基于SoC的导航接收机闭环跟踪环路设计与实现

在传统基于FPGA+DSP架构的导航接收机中,跟踪模块处于开环处理模式,存在实时性和可靠性差的问题,同时现场可编程逻辑门阵列(FPGA)和数字信号处理(DSP)之间大量的数据通信导致了IO资源和功耗的增加. 基于片上系统(SoC)架构提出了一种卫星导航接收机的闭环跟踪环路方案,整个跟踪处理过程在FPGA内实现了完整的闭环处理,有效地解决了开环跟踪存在的问题,极大地减少了FPGA与CPU之间的数据通信量. 此外,所有跟踪通道通过时、分复用的方式共用一个跟踪环路处理模块,有效节约了硬件资源,降低了成本,为小型化、低功耗卫星导航芯片的设计与发展奠定了基础.      

变电站环境下GNSS接收机性能及观测数据质量分析

为了研究变电站强电磁环境对全球卫星导航系统（GNSS）接收机工作性能及观测数据质量影响,分别在500 kV、220 kV、110 kV变电站主控楼楼顶布置测试站点,并用GNSS接收机连续观测24小时．通过接收机内部噪声和数据完整率、信噪比(SNR)、多路径效应等综合评估变电站对GNSS接收机工作性能及观测数据质量的影响．实验结果表明:变电站强电磁环境下GNSS接收机能正常工作,且未对观测数据质量产生显著影响,观测数据质量满足相应标准.      

建立GPS控制网观测方案优化的研究

利用GPS定位技术建立各种用途控制网已经相当普及.针对GPS控制网建立前观测方案的优化设计进行研究,探讨接收机的适用条件以及GPS观测时间的确定.实验数据证明接收机的选择和观测时间的确定对控制网控制质量是很重要的,实验分析结果既可为GPS科研工作的深入研究提供参考,亦可为从事高精度GPS测量生产应用提供借鉴.     

WAAS系统下单频GPS用户电离层延迟改正新方法

对于现有WAAS等差分GPS系统而言,在电离层活动激烈及系统不能正常发送或用户无法正常接收电离层延迟改正信息时,如何确保其所服务区域内单频GPS用户的电离层延迟的实时改正效果,是需要进一步解决的问题。本文提出一种能够同时克服这些不足的单频GPS电离层延迟实时改正方案,并用算例初步验证了其有效性。     

Tracking and orbit determination performance of the GRAS instrument on MetOp-A

The global navigation satellite system receiver for atmospheric sounding (GRAS) on MetOp-A is the first European GPS receiver providing dual-frequency navigation and occultation measurements from a spaceborne platform on a routine basis. The receiver is based on ESA’s AGGA-2 correlator chip, which implements a high-quality tracking scheme for semi-codeless P(Y) code tracking on the L1 and L2 frequency. Data collected with the zenith antenna on MetOp-A have been used to perform an in-flight characterization of the GRAS instrument with focus on the tracking and navigation performance. Besides an assessment of the receiver noise and systematic measurement errors, the study addresses the precise orbit determination accuracy achievable with the GRAS receiver. A consistency on the 5 cm level is demonstrated for reduced dynamics orbit solutions computed independently by four different agencies and software packages. With purely kinematic solutions, 10 cm accuracy is obtained. As a part of the analysis, an empirical antenna offset correction and preliminary phase center correction map are derived, which notably reduce the carrier phase residuals and improve the consistency of kinematic orbit determination results.

The Influence of Code Multipath on the Estimated Parameters of the Geometry-Free GPS Model

In this article, the influence of biases in GPS code observations on the estimated parameters of the geometry-free model is investigated. This is done for undifferenced as well as double-differenced data from short baselines, that is, baselines for which ionospheric effects may be assumed absent. It is shown how introducing a linear model for code multipath affects the original model parameters. The performance of the original and extended model is illustrated by analyzing data from a single receiver and a short baseline. ? 1999 John Wiley & Sons, Inc.     

不同数据源对卫星定轨精度的影响分析

基于北斗监测接收机提供的众多数据,选择了3种数据组合方案,分析不同数据源对卫星精密定轨的影响。首先,介绍了采用的定轨策略和3种数据组合方案,然后,从定轨残差和重叠弧段分析了不同方案的定轨精度,最后,对3种方案的定轨结果两两作差比较其精度。分析结果表明,采用方案二和方案三的定轨精度略优于方案一。     

Automated GPS processing for global total electron content data

A software package known as MIT Automated Processing of GPS (MAPGPS) has been developed to automate the processing of GPS data into global total electron density (TEC) maps. The goal of the MAPGPS software is to produce reliable TEC data automatically, although not yet in real time. Observations are used from all available GPS receivers during all geomagnetic conditions where data has been successfully collected. In this paper, the architecture of the MAPGPS software is described. Particular attention is given to the algorithms used to estimate the individual receiver biases. One of the largest sources of error in estimating TEC from GPS data is the determination of these unknown receiver biases. The MAPGPS approach to solving the receiver bias problem uses three different methods: minimum scalloping, least squares, and zero-TEC. These methods are described in detail, along with their relative performance characteristics. A brief comparison of the JPL and MAPGPS receiver biases is presented, and a possible remaining error source in the receiver bias estimation is discussed. Finally, the Madrigal database, which allows Web access to the MAPGPS TEC data and maps, is described.     

iGMAS多品牌监测接收机数据质量分析

为了验证全球卫星导航系统(GNSS)接收机研制状态,全面确认全球连续监测评估系统(iGMAS)监测站接收机性能,为后续GNSS接收机数据的质量评定做出贡献.?基于iGMAS多品牌接收机比测实验,通过对多个品牌监测接收机多系统不同频点观测数据质量(完整率、多路径、周跳比、观测噪声)及零基线相对定位精度进行统计分析,综合评...     

基于FPGA的高动态P码直捕算法设计与实现

长周期精密测距码（P码）的直接捕获技术对提高导航接收机的性能十分关键,为了设计出高动态、低信噪比环境下的P码快速直接捕获接收机,采用部分匹配滤波器组实现伪码时域并行搜索,结合小点数的快速傅里叶变换（FFT）,将匹配滤波器输出的部分相关值进行功率谱分析,完成多普勒频率偏移的并行搜索。硬件实现时结合FPGA的特殊结构,提高资源利用率,同时采用并行流水机制处理ADC的采样信号,对于每一个采样点,均可以在下一个采样点到达之前完成该点的码相位和频率的二维搜索。对比国内外P码接收机的研究成果,算法在捕获时间上有很大改进。在信号功率为-165 dBW,伪码相位±1 s的时间不确定度,以及多普勒频率偏移±16 kHz的条件下,捕获时间小于10 s,完全适用于高动态环境下的P码快速直接捕获。