随机模型对BDS/GPS长基线解算精度的影响

利用四川CORS网中ZHIJ、QLAI两个测站数据探讨常用的等权模型、高度角模型以及Helmert验后方差估计模型对BDS/GPS长基线解算精度的影响。结果表明：1）BDS/GPS组合系统可以实现长基线高精度解算；2）Helmert验后方差估计随机模型解算精度最高， BDS/GPS组合系统140 km长基线解算精度在水平向和垂向分别优于8 mm和10 mm；3）等权随机模型、高度角随机模型对BDS/GPS长基线解算性能基本相当。     

信号易遮挡地区GPS/BDS双频单历元短基线解算精度分析

信号易遮挡地区GPS、BDS单系统可见卫星个数少，无法达到相对定位的最低要求。讨论了GPS/BDS组合单历元基线解算模型，在多种模拟环境下将GPS/BDS联合解算结果与GPS和BDS单系统在可见卫星数、模糊度固定成功率、定位精度等方面进行对比分析。结果表明，相对于单系统单历元基线解算，GPS/BDS组合大大增加了可见卫星数，提高了模糊度固定成功率，并在极端的观测条件下有效地改善了定位精度，使信号易遮挡地区双频单历元基线解算精度可以达到cm级甚至mm级。     

基于北斗数据的非差相对定位理论与方法研究

简要介绍了北斗导航定位系统,论述了非差相对定位的基本概念、原理及建立非差相对定位模型的基本原则,介绍了建立单历元非差相对定位模型的函数模型和随机模型的详细过程,利用LAMBDA方法实现基线单历元模糊度的固定。对单历元非差相对定位的基线解算精度进行了重点分析。     

高频单历元GPS双差解算及其精度分析

基于Windows研制WinTrack高频单历元GPS双差解算软件,进行10 Hz短基线和1 Hz中基线高频观测、动态差分解算及精度分析。试验表明,中短基线条件下,高频单历元GPS双差解的保守精度为cm级,与数据质量、观测条件及时机等因素相关;不同精密星历条件下的解算精度一致,而5 m精度广播星历对短基线结果最大差异小于1 mm。     

基于虚拟观测值后验方差估计的整周模糊度快速固定方法

利用历元间坐标差信息可以改善模糊度在航快速解算过程中法方程的病态性,从而加快模糊度固定的速度。但是该方法涉及两类不同的观测值(载波相位双差观测值和由历元间坐标差信息导出的虚拟观测值),为合理利用历元间坐标差信息,需要确定这两类观测值的权比。利用方差分量估计方法调节两类观测值的权比,提高模糊度浮点解的精度,从而进一步加快模糊度固定。实验结果表明,采用Helmert方差分量估计方法调整两类观测值的权比,可以进一步提高模糊度在航解算的效率,增强模糊度固定的可靠性。     

基于正则化的GPS/BDS单频单历元模糊度固定

针对单频单历元模糊度固定中的秩亏问题,给出一种基于双差载波系数阵奇异值分解的正则化方法。通过对坐标改正参数进行约束,改善法矩阵的病态性,并结合LAMBDA方法实现单历元模糊度固定。采用长度不同的两组GPS/BDS基线数据进行单频单历元模糊度解算,并与选权拟合法比较。结果表明,采用该方法,5.8 m基线BDS系统模糊度解算成功率提高17.61%,2.34 km基线GPS、BDS及GPS/BDS模糊度解算成功率分别提高4.67%、3.56%和3.63%。当截止高度角为10°时,E、N方向定位精度达到mm级,U方向达到mm至cm级。     

基于模糊聚类分析法的BDS长基线模糊度解算

为探求BDS长基线模糊度解算的最优组合观测量,基于模糊聚类分析法分别选取2个BDS最优超宽巷组合和1个最优窄巷组合共同构建TCAR模型,分别采用GF_TCAR、GB_TCAR和GIF_TCAR模型对实测BDS长基线进行模糊度解算。实验表明,3种模型解算超宽巷组合模糊度的结果基本一致; GF_TCAR模型解算模糊聚类分析法所得最优窄巷组合(3,0,-2)的相邻历元组合模糊度差值优于常用的(4,2,-5)组合;GB_TCAR模型解算IGSO卫星时,窄巷组合(3,0,-2)的结果优于(4,2,-5)组合,而解算GEO、MEO卫星时2种窄巷组合结果一致;GIF_TCAR模型解算窄巷组合(3,0,-2)的结果略逊于(4,2,-5)组合。     

Helmert方差分量估计在GPS/GLONASS/BDS组合定位权比确定中的应用

因GNSS系统间观测噪声、轨道精度的差异，采用经验权比进行组合定位难以得到最优结果。基于此，在GPS/GLONASS/BDS组合定位中引入Helmert方差分量估计，对GPS/GLONASS/BDS组合单点定位和基线解算中各系统观测值进行合理定权。实验表明，采用该方法确定的伪距观测值最佳权比为5∶1∶1，相位观测值最佳权比为1∶1∶1，有效提高了GPS/GLONASS/BDS组合定位的精度和可靠性。     

GNSS多天线基线网单历元模糊度同步解算法

提出多天线基线网单历元模糊度同步解算法，其具体实现步骤为：1）根据宽巷组合模糊度易于固定的优点，采用附加已知基线长度约束法同步解算各基线的宽巷模糊度，得到dm~cm级精度的近似基线分量；2）将解算得到的各近似基线分量作为约束，同步解算各基线的基频模糊度，以获取mm级精度的基线矢量。该方法的关键在于检验各历元宽巷模糊度解算的正确性，以获取可靠的近似基线分量，为解算各基线的基频模糊度提供准确的基线先验信息。由于动态情况下各历元观测信息比较少，单纯依赖ratio检验不可靠，提出结合基线误差、单位权中误差、基线网模糊度闭合环及ratio值等对多组宽巷模糊度进行检验，避免ratio值设置不当导致模糊度检验中发生纳伪和弃真问题。实测数据结果证明，该处理方法使得模糊度解算的成功率提高1%~2%，可以获取移动平台更丰富的导航信息，提高其服务能力。     

基于站间单差的GPS/GLONASS组合模糊度解算研究

推导分析了基于站间单差的GPS/GLONASS组合双差模糊度解算数学模型及影响其精度的误差因素。利用模糊度参数在无周跳和粗差情况下的时不变性特点,采用自适应选权滤波对单差数据进行滤波处理,并将滤波后的单差模糊度通过选择基准卫星固定为双差模糊度。采用不同长度的实测动静态短基线数据进行测试,结果表明基于自适应选权滤波的站间单差模型可以简便有效地进行双差模糊度固定,模糊度固定成功率在95%以上,解算精度优于单模型以及双模型单历元解。     

一种北斗混合系统单点定位随机模型的优化方法

针对北斗混合系统中不同轨道类型、BDS-2/BDS-3卫星间观测值的差异，提出利用基于北斗UERE的Helmert方差分量估计模型对北斗混合系统定位的随机模型进行优化。对基于等权模型、普通Helmert方差分量估计模型及本文提出的优化模型进行单点定位实验，从定位精度与定位成功率上对3种模型的解算结果进行对比分析。结果表明，相比于等权模型和普通Helmert方差分量估计模型，优化模型能提高在E、N、U方向上的定位精度，同时减少因卫星星座空间几何构型较差而导致的定位精度较低的情况，从而提高定位成功率。     

一种基于Helmert方差分量估计的岭参数确定方法

为了使岭参数具有一个明确的含义,提出了一种基于Helm ert方差分量估计的岭参数确定方法。该方法把约束条件作为一类参数之间互相独立的虚拟观测,从而把岭参数转变为两类观测值的权比,然后用Helm ert方差分量估计的方法确定岭参数。通过算例,比较了该方法与岭迹法、L曲线法的效果。结果表明,该方法不仅计算过程简单、直接,而且精度也优于其他几种方法。     

稳健总体最小二乘Helmert方差分量估计

对于总体最小二乘而言,经常需要处理不同精度或者不同类型的观测数据,根据先验方差来定权往往不准确,同时观测数据中可能含有粗差。针对这两个问题,提出稳健总体最小二乘Helmert方差分量估计,将稳健估计和Helmert方差分量估计同时应用于总体最小二乘中。最后通过两个实验的计算结果表明,该方法是可行的、有效的。     

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GPS/BDS分类组合定位的指数加权Helmert方差分量估计法

针对北斗卫星导航系统（BDS）星座结构复杂、不同类型卫星观测值残差差异较大的不利条件，将BDS系统中IGSO、MEO、GEO 3种卫星的观测值进行分类定权，提出一种顾及历史权比的指数加权Helmert方差分量估计法来精确确定不同系统之间观测值的权阵。为了验证该方法在GPS/BDS组合定位中的有效性，采用单点定位模型分别进行静态和动态导航实验，并将其定位结果与等权模型以及不考虑指数加权的Helmert方差分量估计方法进行对比。结果表明，采用改进的加权方法，在东、北、天3个方向的定位精度均获得显著提高，在静态条件下，相对于等权模型，改进方法3个方向的定位精度提高幅度分别达到50.0%、51.0%和42.0%；在动态条件下，定位精度提高幅度分别为10.0%、8.0%和9.0%。特别在卫星数量较少、卫星几何图形强度较差时，定位结果的改善效果更为明显。     

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加权整体最小二乘的验后估计在三维坐标转换中的应用

在求解三维小角度坐标转换EIV模型的过程中，顾及到两套坐标系下点坐标初始单位权方差可能不同导致定权不准确的问题，应用Helmert方差分量估计方法，对加权整体最小二乘的随机模型进行验后估计，从而重新分配观测向量和系数矩阵的权，使得解算模型更加合理。算例证明，利用该方法求解坐标转换参数的精确度有所提高，参数估值更接近真值。     

扩展的Helmert型方差分量估计的通用公式

摘 要： 基于概括函数模型,从Helmert型方差分量估计原理导出处理同类观测值包含多个方差分量的估计公式,即扩展的Helmert型方差分量通用公式,并给出其简化通用公式及特殊情况。