北斗卫星导航系统高精度相对定位性能分析

通过实际采集的北斗卫星导航系统广播星历数据,计算北斗卫星导航系统卫星的位置,分析我国北斗卫星导航系统星座在不同纬度条件下的可视情况。采用两台BDS/GPS接收机同时接收北斗卫星导航系统与全球定位系统数据,单独利用北斗卫星导航系统与全球定位系统系统进行静态基线解算,结果表明,目前我国北斗卫星导航系统的定位精度和全球定位系统相当。利用单历元算法对基线进行"实时"解算,在X轴和Y轴方向北斗卫星导航系统精度稍差,在Z轴方向二者精度相当。     

基于北斗的多模网络RTK性能测试及在地下管线工程中的应用

我国自主研发的北斗全球卫星导航系统已进入全球组网的最后阶段,作为北斗卫星导航系统的重要延伸——北斗地基增强系统,是北斗应用的一个极其重要的空间基础设施。通过增加北斗卫星导航系统信号,组建多模CORS,提供多模网络RTK服务,实验证明在GPS基础上融合了BDS的双星系统较BDS/GPS/GLONASS三星系统的定位精度略有提高,并将该兼容BDS、GPS的双星CORS系统应用在地下管线的测量中,解决了困难环境的作业问题,在保证作业效率的前提下,提高数据的精度。     

北斗卫星导航系统和GPS兼容性评估(英文)

北斗卫星导航系统的信号体制与GPS近似且占用相同的频段,不可避免地带来兼容性问题。从理论上分析兼容性评估的重要参数:频谱分离系数、码跟踪谱灵敏度和等效载噪比衰减,阐述伪随机码码长、导航数据速率和码片速率对兼容性计算的影响,在综合考虑信号兼容评估的运算速度和准确性的基础上,提出改进的GNSS兼容性评估模型。以此兼容性评估模型对北斗卫星导航系统和GPS所有频段进行仿真,仿真分析中考虑北斗卫星导航系统和GPS的具体频率分配、信号体制、发射功率、发射带宽、卫星天线增益、仰角、多普勒偏移、信号在空间传播的衰耗以及接收机参数。通过仿真可以看出,当北斗卫星导航系统满星座运行时,GPS对北斗系统的干扰将大于北斗系统对GPS的干扰。     

北斗卫星导航系统在公路测量中的应用

在介绍北斗卫星导航系统组成、原理及发展现状的基础上,重点对北斗卫星导航系统在公路测量领域中的应用进行了分析,重点对基于北斗卫星导航系统的RTK技术在公路测量应用中的技术特点及优势进行了分析,最后,针对北斗卫星导航系统所面临的机遇,在公路测量领域给出了若干建议。     

GPS/BD组合导航定位试验和精度分析

讨论了GPS/BD组合定位需要考虑的主要问题,自编了GPS/BD组合定位程序,利用实测GPS/BD观测数据分析了当前北斗导航定位系统可用性及GPS/BD组合前后的定位精度。试验结果表明,北斗已经能够提供区域的实时导航定位服务。GPS/BD组合定位在GPS观测卫星数较多时对GPS定位精度改善不明显,在GPS观测卫星数较少时可以显著提高定位精度和稳定性。     

北斗接收机动态定位精度测试与分析

随着北斗卫星导航系统建设和导航定位服务能力的发展,北斗卫星导航系统的多模芯片、天线、板块等关键技术已取得突破,掌握了自主知识产权,实现了产品化,国内目前已有北斗二代接收机研制成功。以差分GPS定位数据为真值,运用"跑车"测试法获取北斗接收机动态定位数据,通过与真值数据进行比对,获取北斗接收机动态定位误差数据,解算出动态定位精度,通过分析定位误差数据,可以为下一步提高接收机动态精度提供参考和依据。     

无人机载低成本北斗/GPS实时定位精度分析

北斗卫星导航系统采用3种轨道类型卫星组成的混合星座,抗遮挡能力强,同时创新融合导航与通信能力,具备全球定位、导航、授时服务能力。利用小型无人机搭载低成本北斗/GPS芯片,设计并实现软硬件系统。通过实时回传的观测数据,采用GPS、北斗以及北斗/GPS组合三种定位模式,进行实时单点定位,并对各模式下的可见卫星数、空间几何精度衰减因子和定位精度进行分析与评估。实验表明：无人机载北斗/GPS组合定位,平均PDOP值为1.4,可见卫星数达32,实现了较优的观测几何构型,历元利用率高。北斗/GPS组合模式与RTK接收机获取的坐标比较,在E、N、U方向上定位偏差分别达到2.5 m、4.1 m和2.4 m。     

北斗三号卫星导航系统在非洲地区控制测量的应用研究

我国北斗三号卫星导航系统(简称北斗三号,BDS-3)具备全球服务能力,研究北斗三号的海外应用性能,有助于北斗三号在“一带一路”沿线国家的应用推广。本文首次将北斗三号应用于非洲赤道几内亚某工程测量控制网,该控制网采用点连式E级网观测策略,包含5个观测时段、11个控制点,每个时段的平均基线长度为3.67～6.25 km。使用国产接收机、国产基线解算软件和国产平差软件的数据处理结果表明：(1)在赤道几内亚,可观测到的北斗三号数量为8～10颗;(2)使用北斗三号的基线解算、三维无约束平差、二维平面约束平差,整体精度优于GPS;(3)使用北斗三号得到的控制点二维平面坐标,与GPS的差异不超过1.09 cm。本文验证了北斗三号在非洲地区具备与GPS相当的控制测量应用性能。对于北斗三号控制测量应用走向全球,提供了参考。     

北斗区域导航系统的PPP精度分析

北斗卫星导航系统的开放运行为其在高精度领域的应用提供了可能,系统精密单点定位性能受到了极大关注。本文首先介绍了北斗区域导航系统的星座和BDS/GPS跟踪网,分析了基于国内布站定轨的北斗卫星精密轨道和钟差精度。在此基础上研究了北斗区域导航系统静态、动态精密单点定位精度,并与GPS定位结果进行比较。实测算例表明:北斗精密单点定位可以实现静态厘米级、动态分米级的定位精度,达到目前GPS精密单点定位水平。     

打开北斗应用之门走稳产业发展之路

北斗正式服务应用拉开帷幕 2012年12月27日,北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其在国新办举行的发布会上宣布:北斗卫星导航系统今起向亚太大部分地区正式提供区域服务.北斗向亚太地区正式提供区域服务,标志着中国北斗卫星导航系统建设发展的第二步战略目标顺利完成.而随着北斗应用的开放,主要依赖GPS系统应用发展起来的中国卫星导航与位置服务产业也将拉开崭新的一幕. 北斗系统自2011年12月起提供试运行服务以来,2012年又发射了6颗卫星,扩大了系统覆盖范围,提高系统服务精度.     

北斗系统及GNSS多星座组合导航性能研究

针对北斗、GPS、GLONASS和GALILEO等单星座系统定位中存在的定位精度不足、可见星不多、定位可靠性不强等问题,研究了一种利用北斗、GPS、GLONASS和GALI—LEO多星座信息在统一坐标系中采用最小二乘法进行组合导航定位的方法。仿真结果表明：北斗与GPS双系统的定位精度优于单纯的北斗系统精度,而采用北斗／GPS／GLONASS／GALILEO多星座组合导航定位能够有效提高用户的定位精度和可靠性,研究成果对北斗系统的精度验证和多星座接收机的实现具有参考意义。     

“北斗二号”导航定位系统与GPS伪距单点定位性能对比研究

对GPS系统、北斗二号系统以及GPS/北斗组合系统伪距单点定位的关键技术进行研究,分析了3种导航系统的DOP值。单一系统随卫星高度角的增加,DOP值增大,定位精度下降。GPS伪距单点定位的精度达到2 m,北斗伪距单点定位的精度在5 m以内,GPS/北斗联合定位的精度和GPS相差不大。     

北斗多模定位与传感网络集成的高精度形变监测设计及分析

北斗导航系统正在为亚太地区提供服务,并将逐步实现全球覆盖,未来将在测绘、交通、监测等众多领域发挥重要作用。本文主要探讨BD/GPS双模高精度定位,并以广东省清远市飞来峡大坝为例,设计形变监测网,集成Zigbee无线传感网,形成自动化形变监测系统,对比分析BD/GPS双模和GPS单模两种定位模式下监测网的可发现最小形变位移的能力,结果表明:BD/GPS双模定位更有利于提高监测网的监测能力。     

北斗／GPS双模定位中快速选星算法研究

采用双系统组合定位模式,导航接收机能在同一时刻接收到超过20颗可见星,大大增加了可见星的数量,能提供十分精准的定位。但可见星数量大幅度增加带来定位精度提升的同时也带来了大量的计算量,加上实际作业中的一些问题,都大大增加了选星时间。本文从GDOP与星座几何布局的关系出发,结合实际应用场景,提出了基于仰角和方位角排序的选星算法。该方法以满足定位要求为前提,根据可见星仰角排序初筛卫星,对不同仰角卫星进行合理的顶星选择,以卫星均匀分布为原则,将在理想情况和实际情况下寻找有效定位平衡点,以规避无效选星并减少计算量,从而大大减少选星时间,有效实现了在北斗和GPS双模定位中的快速选星。      

北斗与GPS在桥梁变形监测中的对比分析

目前我国北斗导航系统已经完成第二阶段区域系统的建设,利用北斗导航定位技术进行桥梁变形监测是今后发展的必然趋势。本文分析了北斗定位技术在桥梁变形监测中的的优势,并与GPS定位技术作对比分析,结果表明:在监测区域内,北斗二号的可见卫星数要略多于GPS可见卫星数,卫星几何精度因子略低于GPS,数据质量与GPS相当,相对定位精度略优于GPS,平面定位精度在1~2 cm,水平定位精度在5~6 cm。     

三星GPS接收机全地形RTK测量精度测试与应用的探索

将GPS,GLONASS、北斗(COMPASS)3种全球定位系统的接收功能集于一身的GPS接收机(以下简称:三星GPS接收机),能接收18颗以上卫星的定位信息,观测条件相对差时,在导航定位、RTK测量方面表现出巨大优势。本次测试中海达公司生产的H32,在各种观测条件下进行RTK精度测试,并对成果精度和观测地形进行对比分析。可以看出,环视图上,被建筑物遮挡50%以内,可完全正常作业;遮挡50~70%,能够得出固定解,但PDOP值会明显增大,可靠性降低。在城市、野外控制作业将降低对点位的要求,对减轻航测外业像控测量的工作量意义重大。     

BDS/GPS/GLONASS组合单历元姿态测量性能对比分析

相比于单一卫星导航系统,多卫星导航系统组合具有显著增加可用卫星数目、改善卫星空间几何结构等优点,因而多卫星导航系统组合应用成为近年来关注的热点。在复杂观测条件下,利用BDS/GPS/GLONASS组合进行载体姿态测量具有单系统无法比拟的优势。首先阐述了BDS/GPS/GLONASS组合超短基线解算的双差模型以及姿态测量基本原理;然后分析了BDS/GPS/GLONASS组合多频单历元姿态测量性能。通过实测静态数据设置不同高度截止角进行分析表明:相比于单系统及双系统组合的姿态测量,BDS/GPS/GLONASS组合能够有效地提高姿态测量的精度、稳定性和可用性。当运动载体处于高楼、峡谷等受遮挡严重的复杂环境时,BDS/GPS/GLONASS组合单历元姿态测量更具有应用价值。     

北斗导航卫星系统测距信号的精度分析

基于单测站和短基线实验的伪距相位差值 (Code-minus-phase Combination, CC)和多路径(Multipath, MP)两类组合观测值,对比分析了北斗（BD）和GPS测距信号质量,并检验了多路径误差对CC模糊度固定的影响。结果表明：BD GEO卫星(Geostationary Earth Orbit)的测距信号质量优于IGSO卫星(Inclined Geosynchronous Satellite Orbit),且两类测距信号的多路径误差分别包含长、短期的变化趋势。针对CC模糊度固定,当采用较长时间段（如本文中的600s）时,GPS L1/L2和BD B1/B2四个频段上的成功率均超90%;而对于快速模糊度固定（如仅采用120秒）,由于受强多路径误差影响,BD IGSO卫星的固定成功率最低,不超过50%。     

Design of a low-cost attitude determination GPS/INS integrated navigation system

Due to their complementary features of GPS and INS, the GPS/INS integrated navigation system is increasingly being used for a variety of commercial and military applications. An attitude determination GPS (ADGPS) receiver, with multiple antennas, can be more effectively integrated with a low-cost IMU since the receiver gives not only position and velocity data but also attitude data. This paper proposes a low-cost attitude determination GPS/INS integrated navigation system. The proposed navigation system comprises an ADGPS receiver, a navigation computer unit (NCU), and a low-cost commercial MEMS IMU. The navigation software includes a fault detection and isolation (FDI) algorithm for integrity. In order to evaluate the performance of the proposed navigation system, two flight tests have been performed using a small aircraft. The first flight test confirmed the fundamental operation of the proposed navigation system and the effectiveness of the FDI algorithm. The second flight test evaluated the performance of the proposed navigation system and demonstrated the benefit of GPS attitude information in a high dynamic environment. The flight test results show that the proposed ADGPS/INS integrated navigation unit gives reliable navigation performance even when anomalous GPS data is provided and gives better navigation performance than a conventional GPS/INS unit.     

北斗电离层模型改正精度分析

电离层误差是影响单频用户机定位精度的主要误差源。卫星导航系统播发电离层模型改正参数供用户使用,模型改正精度会对定位结果产生直接影响。北斗卫星导航系统根据连续监测站实测数据,计算并发播地理坐标系下8参数Klobuchar电离层模型参数,且每2 h更新一次。为了科学评估北斗电离层模型改正效果,文中基于北斗最新观测数据,首先,以CODE提供的GIM模型作为比对基准,详细分析了不同纬度地区、不同时间段内的电离层模型改正精度;其次,分别按照以下定位模式进行计算:1)北斗单频不加电离层改正,2)北斗单频+北斗K8模型,3)北斗单频+GPS K8模型,并分析了电离层改正残差对定位结果影响大小。结果表明,北斗电离层模型改正精度在北半球优于南半球,中纬度地区改正效果最好,其改正残差RMS均值在0.6 m左右,往低纬和高纬度地区呈递减趋势;北京地区北斗单频+北斗K8模型定位精度优于GPS K8模型。