基于岭估计的北斗系统双差整周模糊度解算方法

针对北斗卫星导航系统中高轨卫星角速度较慢引起的基线网络实时动态差分法模型病态性减弱较慢而造成的模糊度收敛较慢的问题,提出一种适用于网络实时动态差分法参考站间双差整周模糊度快速解算的新方法。首先,在分析北斗系统快速定位模型中法矩阵结构病态性的基础上,基于岭估计的原理提出一种减弱法矩阵病态性的新方法。该方法只需几个历元的北斗系统载波相位观测值,就可得到比较准确的模糊度浮动解及其相应的均方误差矩阵。利用最小二乘相关分解法方法,用与模糊度浮点解相应的均方误差矩阵代替协方差阵,可准确、快速地搜索固定整周模糊度。结合算例,将新方法和最小二乘法分别结合最小二乘相关分解法方法解算的整周模糊度结果进行比较,结果证明新方法能实现北斗系统双差整周模糊度的固定。     

一种GPS整周模糊度单历元解算方法

仅利用单历元的载波相位观测值进行整周模糊度解算,观测方程秩亏,给单历元模糊度解算带来很大困难.因此,本文提出一种单历元确定GPS整周模糊度的方法.利用单历元测码伪距观测值和双频载波相位观测值组成双差观测方程,根据方差矩阵对宽巷模糊度进行分组,采用基于LABMDA方法的逐步解算方法来确定双差相位观测值的宽巷模糊度.确定宽...     

北斗系统载波相位动态差分定位方法

针对北斗系统高精度动态差分定位解算不够快速准确等问题,该文介绍北斗导航卫星系统载波相位动态差分定位方法:利用B1、B2载波相位观测值组成双差宽巷载波相位观测值,进行双差宽巷组合观测值整周模糊度的确定,然后解算双差载波相位观测值的整周模糊度,利用载波相位观测值进行动态定位解算;并通过BDS实测数据进行算法验证,证明本文解算的方法可以实现BDS高精度差分定位的整周模糊度动态解算,得到测站的厘米级差分定位结果。     

GPS相位与伪距联合实时定位算法

在动态 GPS差分定位中 ,相位观测值整周模糊度的实时确定比较困难 ,利用伪距观测值求解位置虽不存在解算整周模糊度问题 ,但观测噪声较大。将相位和伪距联合起来处理 ,给出了相位平滑伪距和相位与伪距联合解算两种算法 ,两种实时定位方法的精度都远优于单纯的伪距差分方法     

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。     

GPS快速定位方程的病态性对整周模糊度及基线解的影响

GPS快速定位的数据处理一般是基于整数最小二乘理论,参数估计通过浮点解、整周模糊度的搜索、固定解三个步骤实现。当观测时间较短时,观测量间具有较强的相关性,用LS估计未知数的法方程严重病态,导致模糊度及基线浮点解与其正确值差距较大。本文通过实例研究了不同观测时间的GPS快速定位方程的病态性程度及其对模糊度和基线解的影响,计算结果表明当观测时间少于2分钟时,采用LS结合LAMBDA法难以求出可靠的固定解。     

基于ICSO的DGPS整周模糊度的求解方法

针对差分全球定位系统(DGPS)模糊度解算过程中效率低,搜索慢的问题,对鸡群优化算法(CSO)进行适应性改进,并将改进后的鸡群优化算法(ICSO)应用到整周模糊度的快速解算中,利用卡尔曼滤波求出双差模糊度的浮点解和协方差矩阵,采用Lenstra-Lenstra-Lovasz (LLL)降相关算法对模糊度的浮点解和方差协方差矩阵进行降相关处理,以降低模糊度各分量之间的相关性,在基线长度固定的情况下,利用ICSO搜索整周模糊度的最优解. 采用经典算例进行仿真,仿真结果表明,与已有文献相比在整周模糊度的解算过程中改进的鸡群优化算法能有效提高搜索速度和求解成功率.      

FirCAR算法的OTF快速定位方法

根据GNSS不同频率间整周模糊度的约束关系,提出一种基于多频整周模糊度间关系约束的模糊度新算法(dual-frequency integer relationship constrained ambiguity resolution,FirCAR)。FirCAR可快速动态解算出高高度角卫星的整周模糊度,将已经固定的整周模糊度视为高精度的伪距观测值应用到下一步的浮点解重算中。结合模糊度搜索算法,如LAMBDA,在模糊度搜索方面的高效性,根据重算后的浮点解进一步解算其他未固定的模糊度解。模糊度固定成功后,即可实现OTF(on the fly)快速定位。实测数据表明,FirCAR算法在静态和动态观测条件下,模糊度初始化所用的平均观测历元数分别为1.04和1.10。与常规的模糊度搜索算法的对比试验表明,结合FirCAR算法模糊度固定所用的观测历元数分别减少了39%和18%。     

长距离网络RTK实时厘米级定位算法

针对CORS系统建设成本高和选址困难的问题,该文提出GPS长距离网络RTK定位算法。该算法首先利用MW组合观测方程解算基准站双差宽巷整周模糊度,采用Saastamoinen模型和GMF映射函数模型相结合解算双差对流层干分量延迟残差,并将双差对流层湿分量延迟残差作为未知参数进行估计,同时结合无电离层组合观测值解算基准站双差载波整周模糊度;然后,采用综合误差内插法解算基准站和流动站的误差改正数;最后,采用最小二乘法逐历元进行法方程叠加解算流动站双差模糊度浮点解,并利用LAMBDA算法和通过TIKHONOV正则化改进的LAMBDA算法搜索固定流动站双差宽巷整周模糊度和双差载波整周模糊度。实验表明,该算法能够将基准站间距离提高到100~150km,使流动站用户可以获得厘米级定位结果。     

信噪比的GNSS宽巷模糊度单历元固定算法

针对常规GNSS解算模糊度存在的问题,该文提出了一种新的GNSS宽巷模糊度单历元求解算法。利用单历元双频码伪距观测值和载波相位观测值得到双差宽巷模糊度浮点解,将所有浮点宽巷模糊度分别向上、向下取整建立模糊度搜索空间;将模糊度空间中的所有备选组合代入双差宽巷观测方程中进行最小二乘解算,其中单位权中误差最小的组合就是最优的宽巷模糊度组合;然后对最优组合进行正确性检验以确定宽巷模糊度。确定宽巷模糊度后,可以利用宽巷观测值和载波观测值求出基础模糊度整周解。实验表明,该文提出的模糊度固定方法具有较高的成功率和可靠性,静态数据中模糊度固定成功率达到98.84%,动态数据中模糊度固定成功率达到了99.60%。     

An enhanced calibration method of GLONASS inter-channel bias for GNSS RTK

A user of heterogeneous GPS and GLONASS receiver pairs in differential positioning mode will experience ambiguity fixing challenges due to the presence of inter-channel biases. These biases cannot be canceled by differencing GLONASS observations, whether pseudorange or carrier phase. Fortunately, pre-calibration of GLONASS pseudorange and carrier phase observations can make ambiguity fixing for GPS/GLONASS positioning much easier. We propose an effective algorithm that transforms an RTK (real-time kinematic) solution in a mixed receiver baseline from a float to a fixed ambiguity solution. Carrier phase and code inter-channel biases are estimated from a zero baseline. Then, GLONASS both carrier phase and code observations are corrected accordingly. The results show that a mixed baseline can be transformed from a float (~100 %) to a fixed (more than 92 %) solution.     

宽巷组合及轨迹约束下的列车在轨动态单历元定位算法

动态单历元定位的一个关键问题是模糊度的正确解算。通过增加约束条件,可提高单历元解算模糊度的可靠性。当接收机沿线路中线运动时,首先根据接收机的伪距差分位置,计算出其大致里程,进而根据该里程处的线路设计数据构造轨迹约束条件。由于宽巷组合波长较长,其模糊度比较容易确定,通过附加轨迹约束条件的阻尼LAMBDA方法首先固定宽巷模糊度。在宽巷模糊度固定后,再次附加轨迹约束来确定L1、L2模糊度,实验结果表明该算法可获得很高的解算成功率。     

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。     

GLONASS频间码偏差实时估计方法及其在RTK定位中的应用

GLONASS伪距频间偏差难以利用经验模型消除。在RTK定位解算中,尤其是需顾及大气延迟的中长距离异质基线,IFCB会降低模糊度收敛速度,甚至导致模糊度固定错误。本文基于双差HMW组合和消电离层组合,提出一种站间IFCB实时估计算法,实时获取各频段的非组合站间单差IFCB。试验结果表明,站间IFCB长期稳定,可达数个纳秒;在GPS/GLONASS观测值先验误差比值为3：5的条件下,未改正的IFCB可能导致基线GPS/GLONASS组合RTK定位性能比单GPS差。将本文提出算法应用于RTK定位,能够有效消除IFCB的影响,RTK模糊度浮点解精度、定位收敛速度和固定率都有明显改善,部分基线的RTK定位首次固定时间从9.2 s提高到2.1 s,固定解比率从84.5%提高到97.9%。     

Advantage of velocity measurements on instantaneous RTK positioning

Instantaneous real-time kinematic (RTK) techniques are one approach to achieving real-time high-accuracy positioning. The object of this paper is to show the advantage of adding velocity information to instantaneous RTK positioning. In this paper, velocity from Doppler frequency measurements is used to help resolve integer ambiguities in the LAMBDA method. In urban areas, pseudorange measurements can suffer from significant errors due to strong multipath, despite the use of advanced multipath-mitigation techniques. However, Doppler frequency measurements do not deteriorate as much as pseudoranges, because the multipath error on Doppler frequency measurements is only in the range of several centimeters. Our proposed method has been tested by both static and moving users in sub-urban environments. Single-epoch ambiguity fixing performance was improved compared to conventional ambiguity resolution without velocity information.     

一种序贯平差中长基线模糊度的解算方法

虚拟参考站(VRS)技术是目前GPS网络RTK系统研究领域的热点之一,而参考站间整周模糊度的在线解算则是VRS/RTK的关键技术。本文针对中长基线的整周模糊度解算,采用两步法求解:一是提出了采用消电离层伪距组合和双频相位组合法求解宽巷模糊度,该方法既不需要高精度的P码,也不需要顾及电离层的影响;二是对于解算L1双差模糊度,探讨了采用序贯最小二乘法解算模糊度,提出一种改进的序贯最小二乘方法,本方法既能削弱模糊度解算过程中法方程的病态性,又不影响模糊度固定时间,并结合算例进行了分析。     

BDS／GPS中长基线宽巷准厘米级RTK算法

针对常规实时动态（RTK）定位技术中长基线初始化时间较长、定位结果不稳定的问题，提出了一种基于部分模糊度固定策略的BDS/GPS宽巷卡尔曼滤波RTK定位方法，从充分发挥宽巷观测值波长较长和宽巷模糊度易于固定的优势，避免低高度角卫星对模糊度解算的影响，从而提高中长基线情况下的模糊度固定率. 同时采用附加宽巷模糊度参数的卡尔曼滤波方法计算浮点解，以固定高于设置模糊度解算截止高度角的卫星进行定位，并解算电离层活动较剧烈的25~76 km的中长基线. 通过3组试验，结果表明，BDS/GPS双系统联合定位宽巷模糊度固定率均接近100%，76 km基线模糊度固定率达到99.9%，定位精度达到厘米级或准厘米级.      

用遗传算法搜索GPS单频单历元整周模糊度

介绍了短基线利用单频单历元双差载波相位定位时模糊度固定的基本理论，探讨了利用遗传算法快速搜索GPS单频单历元整周模糊度的一些理论和实现的方法．提出了用改进的正则化方法改善浮动解来提高搜索成功率的新思路。算例分析表明，在一定的条件下．应用遗传算法搜索整周模糊度成功率高、稳键性较好。     

On accuracy and reliability of instantaneous network RTK as a function of network geometry, station separation, and data processing strategy

The network-based approach to kinematic GPS positioning significantly increases the distance, over which carrier-phase ambiguity resolution can be performed. This can be achieved either by introducing geometric conditions based on the fixed reference locations, and/or through the use of reference network data to estimate the corrections to GPS observations that can be broadcast to the users. The Multi Purpose GPS Processing Software (MPGPS) developed at The Ohio State University uses the multiple reference station approach for wide area and regional differential kinematic GPS positioning. The primary processing algorithm uses the weighted free-net (WFN) approach with the distance-dependent weighting scheme to derive optimal estimates of the user coordinates and realistic accuracy measures. The WFN approach, combined with the single epoch (instantaneous) ambiguity resolution algorithm is presented here as one approach to real-time kinematic (RTK) GPS. Since for baselines exceeding ~100 km, the instantaneous ambiguity resolution may not always be possible due to the increasing observation noise and insufficient number of observations to verify the integer selection, an alternative approach, based on a single- (or multiple-) baseline solution, supported by a double-difference (DD) ionospheric delay propagated from the previous epoch is also presented. In this approach, some data accumulation, supported by the network-derived atmospheric corrections, is required at the beginning of the rover data processing to obtain the integer ambiguities; after this initialization period, the processing switches to the instantaneous RTK positioning mode. This paper presents a discussion on the effects of the network geometry, station separation and the data reduction technique on the final quality and reliability of the rover positioning solution. A 24-h data set of August 31, 2003, collected by the Ohio Continuously Operating Reference Station (CORS) network was processed by both techniques under different network geometry and reference station separation. Various solutions, such as (1) single-baseline solution for varying base-rover separation, (2) multi-baseline solution with medium-range base separation (over 100 km), and (3) multi-baseline solution with long-range base separation (up to 377 km), were obtained and compared for accuracy and consistency. The horizontal positioning accuracy achieved in these tests, expressed as the difference between the estimated coordinates and the known rover coordinates, is at the sub-decimeter level for the first approach, and at the centimeter-level for the second method, for baselines over 100 km. In the vertical coordinate, decimeter- and sub-decimeter levels were achieved for the two approaches, respectively. Even though all the results presented here were obtained in post-processing, both algorithms are suitable for real-time applications.