徕卡测量系统公司发布面向测量应用和参考站网络的GNSS新技术

2006年4月4日，瑞士徕卡测量系统股份有限公司发布了三种新型传感器，进一步丰富了GPS产品系列，其中包括适合于测量应用的Leica GX1230GG和Leica ATX1230 GG双星系统传感器，以及适合于参考站网络的GRX1200 GG Pro双星系统传感器。最新超高精度的GNSS（全球导航卫星系统）测量引擎，既支持GPS L2C信号，也支持GLONASS卫星。徕卡GNSS解决方案的用户将能接收到比单独GPS系统多达一倍的卫星信号，从而马上受益。此外，它还能够跟踪到各种未来的GNSS信号，例如GPSL5信号和伽利略卫星信号，保证用户的投资回报。     

风云三号D卫星GPS信号功率调整及干扰分析

全球定位系统(global positioning system,GPS)卫星的IIR和IIF卫星能够在各个信号分量之间重新分配其发送信号的功率,一个或多个GPS信号可以在指定区域根据需要进行功率调整或者关闭。分析GPS信号的变化特征对于地面和空间应用有重要的意义。风云三号D(FengYun-3D,FY-3D)卫星是中国极轨气象卫星之一,利用FY-3D卫星实际测量数据可以帮助GPS用户全面了解GPS功率调整的特点。首先,利用FY-3D运行轨道全球覆盖的特点分析GPS信号的强度,特别是GPS信号功率调整时间段信号变化的特点;然后,使用在轨数据研究了全球范围L波段信号干扰的特征,得到了干扰对全球导航卫星系统掩星探测仪掩星天线的自动增益控制和基底噪声的影响。结果表明：从2020-02-14开始的GPS功率调整以[35°N,37°E]和[35°N,69°E]为中心,覆盖半径约为7 500 km,在该区域内GPS P(Y)码功率增加约10 dB;GPS L1和L2频段在中东地区持续受干扰的影响,该区域的基底噪声比其他区域增加约3～10倍;干扰区域中心点和GPS功率调整区域中心点大致在同一位置。G...     

卫星信号发射时刻的无偏恢复

卫星信号发射时刻在导航定位中是一个重要的参数,但是在城市峡谷等弱信号条件下,接收机可能完成不了所有卫星信号发射时刻的组装。在伪距定位中卫星信号发射时刻的组装和粗时段导航中卫星信号发射时刻的恢复(有偏)技术基础上,提出一种无偏的卫星信号发射时刻恢复方法,前提是卫星至少能完成一颗星的伪距测量,并且具有150km误差范围内的先验位置和辅助星历。利用BDS B1和GPS L1中频数据在软件接收机平台进行了BDS,GPS信号发射时刻无偏恢复验证实验证明了方法的有效性。     

Swarm低轨卫星星座的GPS接收机差分码偏差估计

差分码偏差(differential code bias,DCB)是指由全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)信号接收和发射硬件导致的频率相关的偏差项,对电离层估计有显著的影响,在利用GNSS观测数据提取电离层总电子含量时需要被精确修正,研究利用低轨卫星的星载GNSS观测数据估计DCB尤为重要。使用Swarm星座3颗卫星GPS接收机2016年1月的双频观测值,设计了独立估计和联合估计两种估计方案,采用附加限制条件的间接平差方法对GPS卫星以及星载接收机的DCB进行估计。以中国科学院和德国宇航中心的DCB产品作为参考,分析了两种估计方案的精度和稳定性,相较于独立估计方案,联合估计方案得到的GPS卫星DCB的稳定性较独立估计方案提高了16.6%,且与参考DCB具有更好的一致性。     

基于北斗导航卫星的伪卫星技术在区域定位中的应用

借鉴差分 GPS导航定位的原理 ,阐述了在北斗导航卫星支持下的伪卫星技术 ,探讨了其定位原理、系统配置、技术设计、信号结构、天线安装和使用条件等。实现区域快速无源导航定位 ,需要至少四个伪卫星站提供的导航信号。伪卫星定位导航具有自主、隐蔽、经济等特性 ,在区域定位中应用前景良好。     

GNSS技术在GEO、IGSO航天器中的导航精度与适用性分析

现阶段高轨道航天器导航主要依靠地基测控系统,为了研究全球卫星导航系统(GNSS)技术用于高轨道航天器导航的可行性,对GNSS技术在地球静止轨道(GEO)卫星、倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星航天器中的导航精度及适用性展开了分析研究. 采用2021年11月9日的两行轨道数据(TLE)仿真GNSS星座,以不同星下点的GEO卫星和不同倾角的IGSO卫星作为目标星展开导航仿真试验. 实验结果表明:为了满足GNSS解算所需的卫星数量,须通过接收旁瓣信号来增加可见卫星数目. 对GEO目标星而言,当接收机灵敏度高于?169 dB时,导航精度可达30 m;利用GPS对7个不同的GEO或IGSO轨道目标星进行导航实验表明,GPS对目标星导航的位置误差约为35 m;北斗三号(BDS-3)、GPS、GLONASS、Galileo的导航位置误差均值分别为28.03 m、21.16 m、37.15 m、25.09 m,具有良好的内符合精度,其中GPS精度最高,GLONASS精度最低,但大部分时段也在45 m内.      

珞珈一号低轨卫星导航增强系统信号质量评估

低轨卫星导航信号增强能够弥补现有中高轨导航卫星信号收敛慢、信号弱的不足,在下一代导航定位技术中占有重要地位。武汉大学研制的珞珈一号科学实验卫星搭载了导航增强载荷,能够在轨自动计算轨道和钟差,并自主生成和播发双频测距信号,首次实现了低轨卫星平台的导航信号增强。就珞珈一号卫星导航增强信号的质量,包括信号载噪比、伪距和载波相位测量精度以及单星授时精度进行了评估,结果显示,珞珈一号卫星高仰角的伪距和载波相位测量精度分别优于1.5 m和1.7 mm,能够满足导航信号增强的需求。珞珈一号卫星单星授时的精度在10~30 ns量级,证明了珞珈一号卫星星地测距链路的正确性和有效性。     

GPS卫星导航信号体制的发展和设计比较研究

在GPS现代化计划的指导下，GPS卫星导航信号体制得到了不断发展和完善。本文分析总结了GPS卫星导航信号体制的发展和演进，研究了民用信号新增的L2C和L5，以及军用信号将采用的BOC调制，在此基础上对两个民用信号L2C和L5进行了比较研究。     

GPS射频干扰浅析

由于GPS接收机的工作有赖于GPS卫星信号，所以易受射频干扰(RFI)的影响。射频干扰可能会引起导航精度的降低或接收机跟踪的丢失。本文论述了信号噪声比和信号噪声密度比的概念，分析了射频干扰对GPS接收的影响，最后说明了直接检测RFI的方法以及RFI源的定位。     

单基站差分GPS定位精度的分析与检验

分析了影响单基站差分GPS测量的主要误差因素，研究了不同基线长情况下广播星历、电离层和对流层延迟等误差对单基站差分GPS数据精度的影响程度及规律，通过设立双基站测量、与精密单点定位软件处理比较等方法检验了单基站差分GPS数据精度，得出了在用单基站差分GPS测量系统满足一定精度要求的结论。     

GPS卫星接收机天线相位中心的检测及其方法的改进

一、引言在GPS测量中，影响观测量精度的主要误差来源可分为三类，一是与GPS卫星有关的误差，二是与信号传播有关的误差，三是与接收设备有关的误差。     

卫星导航系统导航信号与导航电文设计中的时间要素

从时间要素考虑，卫星导航系统如何支持用户对卫星钟误差的改正，如何支持用户进行实时、无整周模糊地伪距测量以及如何支持多系统兼容定位等，是导航信号与导航电文设计中必须解决的问题。本文在对国外卫星导航系统导航信号与电文设计进行分析研究的基础上，对这些问题进行了一些探讨。     

TDD GPS技术与应用

TDDGPS全称是tender—deployable differential GPS，即易配置的差分GPS，它是由美国海岸警卫指挥控制工程中心设计发明的。通过采用可临时安置的天线，TDDGPS可提供大约10海里范围的差分信号。并且通过12小时的接收和处理GPS信号，海上灯塔就可以利用GPS信号进行辅助导航。     

GPS IF信号的计算机模拟和实现

提出了用GPS卫星星历来近似模拟计算载波多普勒频率和卫星信号延迟,进而用计算机模拟GPS接收机的中频数字信号,为软件GPS接收机的模型算法提供数据源.与实际接收的卫星中频数字信号的频谱进行比较,结果表明,用计算机模拟GPS IF信号是可行的和有效的.     

全球导航卫星系统的进展及建设CORS的思考

介绍了GPS和GLONASS全球导航卫星系统的新进展，对GPS现代化的三个步骤作了简要介绍，对它和GLONASS的技术差异作了简评，对Galileo和北斗导航卫星系统的前景作了讨论。指出导航卫星系统将进入一个多系统近百颗卫星同时并存的新局面，用户将面临多系统导航卫星信号使用方面的组合、选用和最优化问题。讨论了全球导航卫星连续运行站网及其服务系统的构成和作用，及其在国内各地区各系统建设的概况。指出当前缺乏在国家级层面对全球导航卫星地面连续运行站系统的统一规划、设计、规范和标准。建议明确全球导航卫星系统的建设和管理的政府主管部门，建立全球导航卫星的国家级地面连续运行站系统，制定全球导航卫星地面连续运行站系统的国家级技术规范和标准，包括它的服务功能。     

星差分GPS接收机精度测试与在地形测绘方面的应用探索

星差分(星基差分)GPS接收机SF2050G使用NAVCOM公司在全球建立的StarFire系统,可在全球范围内使用无自架基站实时差分服务,标称可得到WGS-84坐标系下分米级的定位精度,为将该仪器应用于控制测量中,对4台仪器进行了一个工作日测试,采集数据40个,分析测试数据得出了该机型机器在本工作日内的精度,将仪器应用于地理国情普查项目内蒙古部分测区的像控作业,与已知控制点坐标对比得出该仪器的精度,并对该仪器未来的应用方法与方向做出了一定的探索性设想。     

导航卫星系统功率增强技术与覆盖范围研究

基于国内外导航卫星功率增强设计的研究,在系统层面上仿真分析我国导航卫星系统中的GEO卫星在不同的仰角下天线波束的地面覆盖区域。在对功率增强技术分析的基础上,着重研究我国导航卫星系统的功率增强信号的覆盖范围,给出10 dB、15 dB、20 dB、25 dB不同功率增强要求下,地面接收功率、天线波束覆盖范围的仿真分析,提出功率增强要求对于卫星的约束条件。并从地面接收信号强度、功率增强的覆盖范围、功率增强技术的实现难度、导航卫星系统的多普勒碰撞问题方面进行的我国导航卫星系统与GPSⅢ系统性能对比。     

改进差分相干累加算法的北斗卫星导航弱信号捕获

以提升北斗卫星导航能力为目的,设计了改进差分相干累加算法的北斗卫星导航弱信号捕获方法。该方法通过构建北斗卫星信号模型,利用该模型获得北斗卫星导航中频信号;然后以改进差分相干累加算法为基础,建立北斗卫星导航弱信号捕获模型,将北斗卫星导航中频信号作为该模型的输入,经过北斗卫星导航弱信号捕获模型对中频信号块实施累加处理和多普勒圆周位移搜索,以及快速傅里叶变换和反傅里叶变换等步骤后,通过判断北斗卫星导航弱信号捕获判决,输出北斗卫星导航弱信号捕获结果。实验结果表明：该方法在捕获北斗卫星导航弱信号时的运算量较小,可有效捕获-36 dB的北斗卫星导航弱信号,同时其捕获概率较高,应用效果较为显著。     

单基站RTK在山区城际铁路测量中的应用实践

GPS RTK(实时动态相对定位)是一项以载波相位观测为基础的GPS实时差分测量技术。RTK技术在相对平坦地区铁路工程测量中的应用已经得到了实践检验,优势明显。在山区铁路测量中,GPS接收信号、主副站通信信号都由于地形限制产生了一定影响。测量实践中以南方测绘S82型RTK仪器应用为例,阐述单基站RTK在山区铁路工程测量方法,并对成果精度进行检测。     

基于精度因子几何结构的独立伪卫星布局研究

在室内、地下及外太空等无法接收GPS信号的区域,可组建独立的伪卫星星座来取代GPS系统,以实现区域正常的导航定位功能。但伪卫星的数量与布局将直接影响独立系统导航定位的精度、可用性及可靠性,是伪卫星应用到工程实践中需要解决的关键问题之一。本文利用几何的观点推导了精度因子的另一种表达形式,基于精度因子的几何结构特征揭示卫星分布与精度因子之间的内在联系,由此提出３种导致精度因子出现奇异值的伪卫星布局结构,并通过设计的试验加以验证,最后给出独立伪卫 星系统布局的设计原则。