基于多普勒辅助的电离层残差探测与修复周跳改进方法

针对典型周跳探测与修复方法中的电离层残差法当同一历元多个频点发生周跳时,无法准确探测及修复周跳的问题,提出了一种用多普勒辅助电离层残差法的周跳探测与修复的改进方法。基于实测及仿真数据,证明了该方法能够有效解决电离层残差法存在的上述问题,即使某一历元多个频点同时发生周跳,也可以准确探测周跳发生的位置、频点及相应数值,精度达到1周,有效提高了电离层残差法探测与修复周跳的准确性与可靠性。     

基于小波变换的周跳探测与修复

探测和修复周跳一直是GPS定位中的关键问题。利用小波变换对相位减伪距观测量进行周跳探测。首先介绍小波变换周跳探测的一般方法,然后在此基础上提出改进。改进方法可以对周跳进行探测和直接修复,进而探测和修复多次周跳,同时有效地克服一般方法可能出现探测失误的缺点。这种改进方法的效果在实验中得到验证。     

GPS双频载波相位周跳探测的组合方法研究

阐述了伪距相位组合和电离层残差探测和修复周跳的原理,分析了其优势和不足,提出利用两种方法组合进行周跳探测和修复.利用伪距相位组合探测和修复7～8周以上的周跳,对修复后的数据进行电离层残差探测,分离发生周跳历元的电离层残差跳变量,得到8周以内的周跳量并修复,从而实现任意整周周跳的探测和修复.实验证明:此组合方法的可行性.     

联合法探测修复北斗系统测量数据周跳

准确探测周跳并进行修复是提高北斗系统导航定位精度的核心问题之一,针对电离层残差法可以高效地探测小周跳但却无法修复周跳与无法正常探测出某些特定组合的周跳,以及多普勒积分法并不完全适用于北斗系统高轨卫星的周跳探测与修复等缺陷,提出了基于电离层残差法和多普勒积分联合探测修复周跳的方法,并应用实测数据进行了算例验证。     

模糊度直接求解算法用于GPS周跳的探测与修复

探测与修复周跳是GPS数据处理中的一个关键问题.针对CPS载波相位定位中出现的周跳问题,本文提出了一种新的周跳探测与修复的方法:首先组成双差相位观测方程,并根据观测文件中的近似坐标求得基线约束条件;随后利用基线约束条件直接求解各个历元的模糊度值,并依据历元间的模糊度变化来探测与修复周跳.通过编写应用程序和实例验证表明这...     

三差法和Vondrak法联合探测与修复周跳在山基GPS掩星观测中的应用

针对山基GPS掩星观测值历元多、采用常规周跳探测方法不能快速探测周跳值的情况,提出首先利用三差法探测与修复大周跳,再利用Vondrak法探测与修复小周跳。试验证明,将两种方法相结合可以增加探测与修复周跳的效率。     

惯性辅助强多径环境中的北斗三频周跳探测与修复

针对北斗三频信号,引入了惯性信息辅助周跳探测与修复,建立了北斗/INS松组合模型,提高了多径误差严重影响下的BDS周跳探测成功率和修复率。在常规伪距-相位组合与几何无关组合探测三频周跳的基础上,提出了INS定位辅助的北斗三频组合法,构建了INS辅助的周跳决策量,分析了INS定位误差对周跳探测的影响。该方法克服了周跳探测受伪距观测值精度影响的不足,实现了北斗系统多径环境中的小周跳探测。试验采用船载INS/BDS三频组合系统进行数据实测分析,结果表明,在水面强多径噪声环境导致传统三频探测模型失效的情况下,该方法显著提高了探测成功率与修复率,并适用于低频北斗观测数据。     

双频相位求差法探测与修复周跳特性分析

周跳的探测与修复是GPS载波相位数据处理中一项重要的任务。首先介绍了双频相位求差法探测与修复周跳的原理;其次,利用Fortran语言编制了相应的程序,并通过实例分析了在不同采样率下探测周跳与修复的效果;最后讨论了该方法探测周跳的不足。     

伪距相位组合联合STPIR组合探测北斗三频周跳

周跳检验量的构建是实现周跳探测与修复的根本。本文在详细阐述伪距相位组合基本原理的基础上,研究了该组合周跳检验量的选取标准。根据选取标准优化组合系数,然后联合STPIR组合得到最优周跳检验量。最后,利用北斗三频实测数据设计相关实验对该周跳检验量进行验证。验算结果表明:根据本文方法所构建的周跳检验量在探测与修复周跳上具有良好的效果,可以探测出原始观测值中的任意周跳。     

中长基线周跳实时探测和修复的新方法

提出了一种适合网络RTK基准站间周跳实时探测和修复的新方法。该方法根据基准站坐标已知的特点,反求模糊度的浮点解来探测周跳并确定周跳的范围,最后结合电离层残差组合来修复周跳。该方法可以应用到当基准站没有精确已知的坐标时的静态实时周跳探测和修复中,通过理论分析和实际计算表明,该方法处理周跳的能力较强,具有实时探测和修复中长基线的失锁时间较长的周跳,且计算简单的特点。     

基于L5的GPS电离层折射误差改正

在分析电离层折射误差模型以及双频改正模型的基础上,在原有的双频数据处理方法之下,利用GPS现代化中新增的L5频率与原有的L1、L2频率进行新的双频组合,再利用双频组合解算来得出电离层折射误差,以取得双频最优改正值,进而即可对GPS的电离层折射误差进行有效的改正。同时,简单介绍利用三频观测值改正电离层折射误差二阶项的方法。这些方法的使用均可提高GPS电离层折射误差的改正精度,从而提高GPS的定位精度,扩大其应用的深度与广度。     

GNSS multi-frequency receiver single-satellite measurement validation method

A method is presented for real-time validation of GNSS measurements of a single receiver, where data from each satellite are independently processed. A geometry-free observation model is used with a reparameterized form of the unknowns to overcome rank deficiency of the model. The ionosphere error and non-constant biases such as multipath are assumed changing relatively smoothly as a function of time. Data validation and detection of errors are based on statistical testing of the observation residuals using the detection–identification–adaptation approach. The method is applicable to any GNSS with any number of frequencies. The performance of validation method was evaluated using multi-frequency data from three GNSS (GPS, GLONASS, and Galileo) that span 3 days in a test site at Curtin University, Australia. Performance of the method in detection and identification of outliers in code observations, and detection of cycle slips in phase data were examined. Results show that the success rate vary according to precision of observations and their number as well as size of the errors. The method capability is demonstrated when processing four IOV Galileo satellites in a single-point-positioning mode and in another test by comparing its performance with Bernese software in detection of cycle slips in precise point-positioning processing using GPS data.     

GPS+BDS中长距离RTK定位算法及结果分析

GPS/BDS中长距离RTK定位因为电离层和对流层残余误差的影响,其性能相对于常规RTK有所降低。将GPS/BDS卫星双差电离层误差和对流层误差作为参数,采用卡尔曼滤波进行实时估计。为了验证算法的有效性,利用武汉地区103 km静态基线24 h双频观测数据,分析了GPS和BDS单系统以及二者组合双系统中长距离RTK定位性能。实验结果表明,精确估计的双差电离层残余误差达到米级、对流层误差达到分米级;经过改正后,GPS/BDS单系统的定位精度在1 cm左右,组合双系统则实现了中长距离基线毫米级的高精度定位。     

利用单站地基GPS数据反演电离层电子密度

利用单站GPS观测数据对GPS硬件系统延迟作出修正,得到较精确的电离层总电子含量。根据Chapman电离层理论,建立电离层模型,利用遗传算法优化选择电离层关键参量,反演得到接收机上空电子密度剖面,结果表明：该方法用于太阳活动高年白天电子密度剖面反演效果优于国际参考电离层。     

两种估计方法的GPS静态单点定位处理与实验分析

摘要GPS精密单点定位技术已经发展成为GPS领域研究的热点之一。本文主要讨论了：情密单点定位的数学模型、误差处理理论和数据预处理等,并利用Matlab编程进行实验性验证,最终对静态单点：乏位分别采用双频载波相位平滑后的P码伪距组成消电离层组合的最小二乘估计和卡尔曼滤波估计进行处理,得到亚米级的定位结果。     

Contribution of ionospheric irregularities to the error of dual-frequency GNSS positioning

This paper investigates the third-order residual range error in the dual-frequency correction of ionospheric effects on satellite navigation. We solve the two-point trajectory problem using the perturbation method to derive second-approximation formulas for the phase path of the wave propagating through an inhomogeneous ionosphere. It is shown that these formulas are consistent with the results derived from applying perturbation theory directly to the eikonal equation. The resulting expression for the phase path is used in calculating the residual range error of dual-frequency global positioning system (GPS) observations, in view of second- and third-order terms. The third-order correction includes not only the quadratic correction of the refractive index but also the correction for ray bending in an inhomogeneous ionosphere. Our calculations took into consideration that the ionosphere has regular large-scale irregularities, as well as smaller-scale random irregularities. Numerical examples show that geomagnetic field effects, which constitute a second-order correction, typically exceed the effects of the quadratic correction and the regular ionospheric inhomogeneity. The contribution from random irregularities can compare with or exceed that made by the second-order correction. Therefore, random ionospheric irregularities can make a significant (sometimes dominant) contribution to the residual range error.     

基于伪距相位组合实时探测与修复GNSS三频非差观测数据周跳

三频观测量能形成具有更长波长、更小噪声、更小电离层影响等优良特性的组合观测量,有利于提高周跳探测和修复的精度。本文推导了伪距相位组合探测周跳的阈值条件;提出了周跳确定成功率的概念;并从提高周跳确定成功概率出发,给出了伪距相位组合选取的标准和方法;最后利用一组实测GPS三频数据进行了验证。结果表明,在数据采样率较高、历元间电离层延迟变化可忽略时,根据文中提出原则选取的最优伪距相位组合可实时探测和修复三频非差观测数据中的所有周跳。     

GPS现代化后电离层折射误差高阶项的三频改正方法

研究了电离层对GPS观测信号的主要影响及电离层折射误差模型,总结了电离层双频改正模型。针对GPS现代化中增加的第三频率,系统推导了三个频率的电离层改正模型及相位观测值无电离层组合(LC组合)模型。该模型将电离层折射误差模型改正至二阶项,可进一步提高GPS定位精度,同时,为GPS定位中其他误差的改正及分离、周跳的探测等提供了有力的技术手段。     

GPS硬件延迟计算精度及其稳定性分析

硬件延迟是利用GPS进行TEC测量时最大的误差源,其影响可达30多TECU。为获得更准确的绝对TEC数值,必须利用一定的电离层模型计算得出GPS系统硬件延迟。本文为估算利用一个时段内的观测数据计算得出的硬件延迟对后续时段TEC测量的影响,利用IGS网络中60多个数据质量良好的GPS跟踪站数据,对硬件延迟的精度和稳定性进行了研究。结果表明:GPS系统硬件延迟在短期内具有较好的精度和稳定性,但是当发生电离层扰动现象时GPS系统硬件延迟的精度和稳定性会遭到破坏。同时根据GPS系统硬件延迟稳定性的研究成果,本文还提出了一种对太阳耀斑进行预报的观点。