双导航定位系统伪距单点定位方法与精度分析

为了研究北斗卫星导航系统与全球定位系统伪距单点定位的差异,详细介绍了北斗系统、全球定位系统单伪距单点定位以及双系统联合伪距单点定位的解算模型,并分别编写了北斗系统、全球定位系统单系统和组合后双系统联合伪距单点定位程序。以辽宁连续运行参考站和广西连续运行参考站的数据为实验数据,计算并分析了双系统与单系统相比较的结果。结果表明:在辽宁站上北斗系统定位精度要次于全球定位系统定位精度,在广西站上北斗系统定位精度和全球定位系统定位精度相当。双系统单点定位精度要优于北斗系统单系统定位精度。     

三大卫星导航系统在亚太低纬地区的定位精度分析

针对我国正在实施的自主发展、独立运行的北斗系统与国外已在运行的著名导航系统(美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统)在亚太低纬地区定位精度差异问题,提出了对这三个系统单点定位结果相互进行比对分析的研究思路。本文利用自主研发的单点定位程序对三系统在泰国春武里地区实测数据进行以下几方面的研究:全天实时可观测卫星数、单系统定位精度、组合系统定位精度以及不同权重对组合系统定位精度影响等。研究结果表明,北斗系统的定位内符合精度稍优于全球定位系统,外符合精度不如全球定位系统,北斗系统与全球定位系统的内外定位精度都明显优于格洛纳斯导航系统;相对于单系统,组合系统在定位稳定性方面有一定提高,但组合定位精度是否改善与单系统的卫星信号数目有关;不同权重的选择对组合定位精度有一定影响。本文的研究结果对促进北斗系统的海外应用具有一定的参考价值。     

机载SAR影像距离-斜视角模型立体定位

在考虑SAR成像过程中斜距矢量与航向的夹角的情况下,分析了SAR影像距离-斜视角模型,推导了其线性化形式,设计了相应的定向参数解算和立体定位方案。利用机载SAR影像进行立体定位实验,结果表明:距离-斜视角模型立体定位精度优于F.Leberl模型立体定位精度。     

基于GPS/GLONASS组合系统的单点定位研究

介绍了GPS/GLONASS定位系统发展状况,在分析GPS单点定位数学模型的基础上,研究了GPS/GLONASS组合系统伪距单点定位的数学模型,编程实现了GPS/GLONASS组合系统伪距单点定位程序。分别比较GPS单系统、GLONASS单系统与GPS/GLONASS组合系统单天6 h伪距单点定位精度,结果表明,组合系统单点定位精度优于GPS单系统与GLONASS单系统结果。     

顾及WGDOP的伪距单点定位算法及精度研究

介绍了伪距单点定位的基本算法,给出了相应的改正模型,以及定位精度的比较。通过实例计算,得到伪距单点定位的坐标值,并分析了平差值与已知坐标值的差值,以及模型的误差。结果表明,计算时顾及观测量精度的差异可以进一步提高定位精度。利用组合定位对提高动态导航定位的精度和可靠性具有重要的研究和应用价值。     

北斗与GPS组合伪距单点定位精度分析

主要介绍了北斗与G PS组合单点定位时的原理和模型,根据自编程序,利用同济大学TJA站的数据进行计算及分析比较GPS伪距、北斗伪距、北斗/GPS组合伪距单点定位的精度。结果表明：北斗伪距单点定位的精度平面方向上达到3m以内,高程方向优于8 m ,满足普通导航定位的需求。北斗/G PS组合伪距单点定位精度明显优于单系统。在单系统观测条件差时,组合系统可以减少对单一系统的依赖性,而且还可以增强卫星定位的稳定性和可靠性。     

顾及WGDOP的伪距单点定位算法及精度研究

重点介绍了伪距单点定位的基本算法,给出了相应的改正模型,以及定位精度的比较。通过实例计算,得到伪距单点定位的坐标值,并分析平差值与已知坐标值的差值,以及模型的误差。结果表明,计算时顾及观测量精度的差异可以进一步提高定位精度。利用组合定位对提高动态导航定位的精度和可靠性具有重要的研究和应用价值。     

几何精度衰减因子对两种到达时间差算法定位精度的影响分析

不同几何布局下Chan算法和Taylor算法的定位精度的对比及定位精度的克拉美罗下界(Cramér-Rao lower bound,CRLB)的接近程度尚未得到分析验证,本文仿真了三维场景下几何精度衰减因子(geometric dilution of precision,GDOP)对两种算法定位精度的影响,分析了影响差异的数值计算原因。推导表明,两种算法的理论定位精度受GDOP值的影响相同,可以达到CRLB。然而,仿真结果显示,Chan算法的实际定位精度容易在CRLB上方波动,Taylor算法的实际定位精度则稳定在CRLB附近;相同GDOP值下,Taylor算法的实际定位精度优于Chan算法,Chan算法的实际定位精度随着GDOP值的增大逐渐偏离CRLB。将Chan算法和Taylor算法结合,可以有效提高Chan算法的实际定位精度。     

GPS/BDS/GLONASS/Galileo多系统融合在中国区域的仿真分析

通过STK软件对GPS、BDS、GLONASS、Galileo四个系统的星座结构进行仿真,并选择单系统与多系统组合定位的方式对中国区域内的可见卫星数、GDOP值和定位精度进行覆盖分析。结果表明,GPS/BDS/GLONASS/Galileo四系统组合定位在我国的GDOP值可达0.7~0.8,定位精度可达3~4m,优于其他方式的组合定位;同时四系统组合定位下的GDOP值降低,定位精度更好,GDOP值与定位精度的波动异常得到了抑制,导航定位的性能与稳定性也得到了相应的提升。     

Galileo系统定位性能仿真模拟分析

根据开普勒卫星运动原理编制卫星星座仿真程序,以五个所处不同纬度地区的城市为例,对Galileo系统的定位精度进行了计算与分析,结果表明,Galileo系统在不同地区都有着良好的定位性能.     

精密单点定位在机载GPS中的应用

推导了精密单点定位PPP(Precise Point Positioning)的基本原理及其解算流程。为达到分米级甚至厘米级的PPP精度,给出了基于传统模型PPP技术,PPP数据必须处理的几个关键问题。最终,在Matlab程序设计语言软件平台下开发了APTags 1.0软件包,并通过机载GPS动态数据测试得出了如下结论:序列历元的事后动态定位精确度在B,L,H方向优于25 cm(RMS);85%定位结果的精度优于15 cm的动态定位结果。APTags软件包获取的动态精密单点定位结果与传统差分定位结果基本吻合。     

BDS-3实时精密单点定位精度分析

基于武汉大学自主研发的GNSS高精度数据处理软件PANDA，本文采用MGEX网测站BDS-2/BDS-3连续一周的观测数据，通过仿实时处理BDS-3精密轨道与钟差产品进行BDS-3卫星实时精密轨道产品重叠弧段评估，实时轨道径向精度优于10 cm，实时钟差STD优于0.3 ns。在此基础上验证分析了BDS-2、BDS-3及BDS-2+BDS-3融合的实时静态PPP与实时动态PPP定位。试验结果表明：BDS-3静态PPP定位精度水平优于2 cm，高程优于4 cm；BDS-2+BDS-3联合实时动态PPP收敛时间相较BDS-2分别提升了约38.2%、75.0%、49.7%；收敛后E方向精度优于3 cm，N方向精度优于2 cm，平均提升了38.2%，高程方向精度优于6 cm，平均提升了64%。     

对流层映射函数对精密单点定位的影响分析

分析对流层映射函数(NMF、VMF1和GMF)对精密单点定位(PPP)精度的影响,对分布于南北半球不同纬度地区的IGS跟踪站的观测数据进行解算。首先比较PPP坐标与IGS发布的日解SNX文件坐标差异和模型间PPP坐标差异,然后分析不同季节对模型差异的影响。实验结果表明,3种映射函数均可提高PPP精度,精度控制在1cm左右。整体而言,VMF1和GMF对PPP精度的影响相当,且优于NMF。在不同季节里,模型差异会发生mm级的变化。     

GPS、BDS、GPS+BDS精密单点定位精度评估

由于北斗系统卫星正式完成组网,因此有必要对BDS系统性能进行精度评估与分析。本文选取了MGEX网所采集的31 d观测数据,对比分析了GPS、BDS、GPS+BDS不同情况下静态与动态精密单点定位精度。试验结果表明,GPS和BDS单系统静态PPP在N、E、U方向上的精度分别优于4、4、7 cm;GPS+BDS组合系统静态PPP在N、E、U方向上的精度分别优于3、3、6 cm;GPS单系统动态PPP在N、E、U方向上的精度分别优于5、5、10 cm;BDS单系统动态PPP在N、E、U方向上的精度分别优于5、6、12 cm;GPS+BDS组合系统动态PPP在N、E、U方向上的精度分别优于4、4、8 cm。因此组合系统相对于单系统可提高定位的稳定性和定位精度,尤其在动态PPP的情况下,组合系统的优势更为明显。     

BDS/GNSS融合精密单点定位性能分析

随着北斗卫星导航系统(BDS)的全球组网成功,基于BDS的应用研究正在如火如荼的进行中,尤其是包括BDS在内的多频多模融合定位正成为研究的重点. 利用MGEX (Multi-GNSS Experiment)多个测站的BDS、GPS、GLONASS、Galileo观测数据,基于RTKLIB开源代码,在Visual Studio 2017平台上进行了BDS/GPS、BDS/GLONASS、BDS/Galileo三种组合系统的精密单点定位(PPP)实验,从静态PPP、动态PPP、可见卫星数、精度衰减因子(DOP)等方面对比分析了三种组合系统的定位性能. 实验结果表明:BDS/GPS组合系统的可见卫星数最多,各DOP值最小,静态PPP收敛后三个方向的精度优于6 cm. 不论是静态PPP还是动态PPP,其定位性能都最好;BDS/GLONASS、BDS/Galileo组合系统动态PPP的定位抖动较大,可见卫星数都要小于BDS/GPS组合系统,收敛时间较长,两者的动态PPP定位性能也差于BDS/GPS组合系统.      

PPP与GAMIT/TRACK在地震监测中的应用

本文基于非差精密单点定位(PPP)和双差定位模式,采用研制的UNIP软件和GAMIT/TRACK运动学分析模块,对GPS技术在地震监测中的应用进行研究。利用IGS不同精度和时延的星历和钟差产品,分析了卫星轨道和钟差对两种软件动态定位结果的影响;采用不同的数据处理方案,分别提取GPS同震地表形变信息。结果表明:GAMIT/TRACK模块精密动态定位的实时性,更适用于地震等突发事件中的GPS快速响应;如果能够提供精确的卫星钟差,UNIP软件的高程精度明显优于GAMIT/TRACK模块,技术将更显优势。     

BDS/GPS组合天顶对流层延迟的精度分析

在现有的精密轨道和钟差条件下,选取8个MGEX跟踪站2014年6—9月的观测数据,详细分析利用BDS/GPS组合PPP法在未固定跟踪站坐标和固定跟踪站坐标情况下估计ZTD的效果,并与IGS提供的对流层产品对比分析。实验分析表明,利用PPP法估计ZTD,BDS ZTD现阶段的STD优于34mm,GPS ZTD与BDS/GPS组合现阶段的STD相当,均优于14mm。与未固定跟踪站情形下估计的BDS ZTD相比,固定跟踪站坐标的方式虽然可以提高利用BDS估计ZTD的稳定性,但不能提高精度。     

BDS-3双频组合精密单点定位精度分析

针对BDS-2、BDS-3、BDS-2/BDS-3不同双频组合精密单点定位的性能差异,本文分析了BDS-3中7种不同双频组合的PPP精度,并与BDS-2、BDS-2/BDS-3相同频率双频组合PPP精度进行了对比。结果表明,BDS-2和BDS-3相同频率双频组合PPP精度与首次收敛时间相当,其中B2I/B3I组合的PPP精度与首次收敛时间最差,BDS-2/BDS-3组合的定位精度和首次收敛时间相比单一情况有了较大改善。在BDS-3双频组合的PPP方面,B2b/B3I组合的PPP精度和首次收敛时间是BDS-3中7种双频组合PPP精度中最差的,其他6种双频组合PPP定位性能相当。     

基于GNSS精密单点定位的高精度云平台授时

采用GNSS精密单点定位(PPP)技术和时钟驯服技术,构建了基于PPP的云平台高精度授时方案,研制了搭载多系统GNSS接收机板卡、恒温晶振(OCXO)和数字信号处理器(DSP)的授时原理样机。利用协同精密定位平台分析中心(武汉)提供的5 s间隔卫星轨道和钟差产品,采用PPP技术实时解算授时终端坐标和钟差,通过驯服恒温晶振输出亚纳秒精度的1 PPS,实现了长时间高精度的授时能力。本文通过短基线比较和与UTC绝对时间基准比较,验证了精密单点授时精度(RMS)优于1 ns。     

BDS-3实时精密产品质量评估及其PPP性能分析

随着北斗三号全球卫星导航系统的正式开通,各数据分析中心陆续开始提供北斗三号系统的实时精密产品,使基于北斗三号的实时精密单点定位（PPP）成为可能。实时精密产品质量是影响实时PPP定位性能的重要因素,直接决定了实时PPP的可用性、收敛时间和定位精度。为了促进基于北斗三号的实时PPP的研究和应用发展,本文对现有的北斗三号实时精密产品质量进行了评估,包括数据完整率、钟差精度和轨道精度,并结合全球均匀分布的5个基准站的观测数据,分析了北斗三号的实时PPP性能。试验结果表明,北斗三号实时数据完整率为98.3%,精密钟差和轨道精度分别为0.8 ns、8 cm,加入北斗三号系统后,相比GPS的实时PPP收敛速度提高了30%,定位精度提高了8%。