北斗二代双频数据质量分析

对北斗二代卫星的双频观测数据进行了质量分析,包括伪距多路径误差和信噪比两个方面。大量实测数据测试表明:北斗GEO、IGSO和MEO三类卫星的多路径误差逐渐增大,且B1频点小于B2频点,GPS与北斗MEO卫星的伪距多路径误差相差不大;另外,北斗三类卫星均表现出载波B2的信噪比略大于B1,而GPS卫星则表现出L1载波信噪比要大于L2。     

北斗三号观测数据质量分析

2020年年底北斗三号卫星导航系统将全面建设完成,北斗三号沿用了B1I和B3I两个信号,并新增B1C和B2a两个新民用信号。为分析各个信号的观测数据质量,该文选取6个境外iGMAS连续跟踪站15 d的数据对北斗三号的观测数据质量进行分析,从信噪比、伪距多路径、数据完整率、数据饱满度和数据连续性5个方面,综合对比了北斗二号和北斗三号新旧信号的数据质量,并将北斗三号与GPS和Galileo在兼容互操作频点进行对比。结果表明:北斗三号的信噪比优于北斗二号,在兼容互操作频点上也比GPS和Galileo高1～2 dB-Hz;北斗三号B1C的伪距多路径误差比GPS大10 cm左右;北斗三号的数据完整率要比Galileo高,略低于GPS;在数据饱满度和连续性方面,北斗三号优于GPS和Galileo。     

一种计算北斗三频多路径的方法及其结果分析

多路径误差分析是北斗卫星导航系统性能评估的一项重要内容。本文给出了一种新的计算3频多路径误差的方法,该方法只需对B1和B2载波相位观测值进行处理就能得到3个频率的伪距多路径误差。利用MGEX跟踪站的数据计算了BDS的多路径误差,从GPS和BDS多路径误差比较以及纬度、轨道和频率因素分析了BDS多路径误差的特性,结果表明,BDS多路径误差小于0．5 m,符合质量检查要求,其性能优于GPS卫星系统。     

极区北斗卫星数据质量特征分析

为明确极区环境对北斗卫星数据质量和卫星导航定位服务的影响,本文利用极区所有IGS站可用的北斗卫星观测数据和中山站实测数据,结合信噪比、多路径误差和电离层延迟变化率等评价指标,全面分析了北斗卫星导航系统在极区的数据质量特征。结果表明:极地测站的北斗卫星观测数据质量受高度角影响更大;信噪比整体水平相对于低纬测站低,北斗卫星的信噪比水平与GPS相当;多路径效应更加严重,需在数据预处理中予以考虑;极地测站数据受电离层活动的影响大且存在时段差异。     

北斗二代混合星座数据质量分析

随着北斗导航系统的发展,北斗二代导航系统已经建设完成,可以为亚太地区的用户提供导航与定位的服务。北斗导航系统与其他导航系统相比,混合星座的设计以及国产星设备的不同,将导致北斗数据质量评估出现差异性与复杂性。本文基于双频IGS连续跟踪站数据,从数据完整率、信噪比、多路径等常规数据质量评估指标方面实现对北斗二代混合星座的数据质量评估,并与GPS数据质量做对比分析。结果表明:北斗二代不同数据质量出现差异性,总体数据质量较好,与GPS相当。     

GNSS多系统卫星定位数据质量分析

北斗、GPS、GLONASS和Galileo作为全球四大卫星导航系统,其高质量的观测数据是提供高精度定位的保证.基于iGMAS的连续跟踪站实测数据,从卫星可见数、DOP值、信噪比以及多路径4个方面对比分析了四大导航系统数据质量的差异.经分析发现:由于北斗系统正在建设,所以数据质量与GPS和GLONASS相比较差,但优于...     

大型斜拉桥环境下BDS/GPS观测数据质量分析

为了进一步提高大型斜拉桥环境下BDS系统的监测精度,进一步对相关影响进行分析处理,以苏通大桥为试验对象,通过采集不同部位的站点BDS/GPS卫星观测数据,采用自编的BDS观测数据质量分析软件与TQEC软件对观测数据的完整性、观测值与周跳比、卫星信号信噪比及多路径误差等进行计算分析。结果表明,BDS卫星数据完整性优于GPS,但信噪比与多路径误差不及GPS稳定,同时桥面观测环境下的各项指标低于岸边观测环境。因此在采用BDS进行桥梁监测时,在误差处理与解算方法上必须考虑桥梁环境的影响,特别是对多路径的处理,以更有效分离变形。     

TEQC与QCVIEW32在GPS数据预处理中的应用

TEQC是GPS数据预理中常用的工具,可对数据进行格式转换、编辑和质量检查;绘图工具QCVIEW32能对TEQC质量检查的绘图文件进行可视化处理。将TEQC与QCVIEW32相结合,对GPS观测数据进行了预处理。结果表明,采用该方法能有效地进行可视化分析和误差剔除,进一步减小电离层延迟、周跳、多路径等误差对数据的影响,预处理后的GPS观测数据质量较好。     

基于JXCORS基准站的北斗卫星多路径效应分析

以JXCORS基准站点实测数据为基础,通过对接收的北斗导航卫星和GPS导航卫星数据的处理,分析了基准站点可见卫星的变化特征,比较了北斗与GPS卫星多路径效应的差异。结果表明,北斗卫星L1波段的多路径效应和GPS卫星相当,L2波段的多路径效应稍优于GPS卫星。     

利用信噪比削弱多路径误差的方法研究

多路径效应是卫星导航定位中重要的误差源,在分析多路径效应的产生原理以及多路径效应与信噪比相关性的基础上,提出了可利用信噪比削弱多路径效应的方法,并利用自测的GPS观测数据进行了验证.     

一种高精度北斗基线解算软件的研制与性能分析

针对高精度载波相位相对定位解算的需求,研制了北斗基线解算软件BGO（BeiDou Navigation Satellite System/Global Positioning System Office）。BGO能单独处理北斗及GPS数据,也可以将北斗与GPS观测数据进行联合解算。结合一高速铁路基础平面控制网（basic plane control network,CPI）的测试表明,BGO解算北斗基线X、Y、Z方向的分量精度分别优于1 mm、2 mm、1 mm,能满足高精度高速铁路CPI控制网的要求;BGO处理GPS数据的精度与TGO（Trimble Geomatics Office）软件、Bernese软件基本一致,处理北斗与GPS联合基线性能与TBC（Trimble Business Center）软件相当。相比独立系统,联合处理北斗和GPS数据能有效提高基线解算合格率与精度。     

BDS/GPS/GLONASS RTK定位算法研究

实现了BDS/GPS/GLONASS三系统组合RTK定位算法,介绍了BDS/GPS/GLONASS三系统组合RTK数学模型,解决了多模融合导航定位时空基准统一问题,并针对附加模糊度参数的卡尔曼滤波函数模型,提出了一种确定实时动态定位中卡尔曼滤波参数的方法。编制了BDS/GPS/GLONASS RTK定位程序,并对28 m超短基线及31 km短基线实测数据进行了解算。对比分析了BDS、GPS、GLONASS、BDS/GPS、BDS/GLONASS、GPS/GLONASS、BDS/GPS/GLONASS七种模式下的定位结果。     

BDS/GPS工程控制网质量分析

针对北斗卫星导航系统(BDS)建立工程控制网的应用问题,以广东省域内某控制网为实例,分别从观测数据质量情况、基线解算与平差精度、坐标结果差异性等指标,与GPS进行对比,验证了BDS系统建立工程控制网的可行性.结果表明,BDS可见卫星数与GPS相差不大,BDS的基线解算与平差精度整体略低于GPS,且在U方向上相对更为明显.当测站数据质量较好时,BDS/GPS坐标结果平均只有毫米级的差异,完全可替代GPS作为最终成果;当测站数据质量较差时,坐标结果平均有毫米级至厘米级的差异,可满足一般工程控制网的要求.     

组合GNSS系统定位数据质量与精度比较分析

本文对组合GNSS系统进行静态相对定位测量与RTK测量试验,研究结果表明:在静态相对定位测量中,BDS的数据利用率、多路径效应误差优于GPS与GLONASS,BDS的定位精度优于GLONASS略低于GPS;组合系统中GPS/BDS与GPS/BDS/GLONASS的定位精度较优,引入GLONASS对定位精度改善的作用不明显。在RTK测量中,当观测条件理想时,GPS/BDS较GPS可见卫星数目多,PDOP值低,中误差小。当观测条件较差时,GPS/BDS较GPS可见卫星数目多,PDOP平均值低,中误差小,限差内固定解获得时间减少76.1%;GPS/BDS/GLONASS较GPS/BDS在中误差、水平精度和垂直精度上更优,限差内固定解获得时间更稳定可靠。     

BDS／Galileo系统观测数据质量分析

卫星导航系统观测数据质量的好坏直接影响到该系统全球化应用进程．本文重点分析评估了BDS／Galileo系统观测数据的质量,选用21个分布在全球各地MGEX观测站2019年年积日66-76日的观测数据,主要从数据可用率、数据完整率、多路径效应等方面对BDS／Galileo系统观测数据进行了质量评估,同时与GPS系统观测数据质量进行对比分析．实验结果表明:BDS／Galileo系统已具备全球定位能力,Galileo系统数据质量稍优于BDS／GPS,BDS和GPS基本上处于同一水平.      

BDS/GPS非差“一步法”融合定轨数据质量及精度分析

目前BDS/GPS融合定轨方法主要为"两步法"融合定轨。但在解算过程中,两个系统之间存在系统偏差会使BDS定轨精度下降。为降低融合定轨中系统偏差对轨道精度的影响,采用B1/B3和L1/L2频点组合的非差"一步法"融合定轨的方法,把BDS和GPS卫星置于同一参考框架下进行定轨,并对B1/B3频点的数据进行质量分析。结果分析证明,B1/B3频点数据质量优于B1/B2频点数据质量;"一步法"非差融合定轨获取的BDS轨道精度也优于"两步法"融合定轨获取的BDS轨道精度。其中BDS-MEOIGSO卫星定轨精度优于100 mm;BDS-GEO卫星定轨精度优于1 000 mm。     

Precise orbit determination of the Fengyun-3C satellite using onboard GPS and BDS observations

The GNSS Occultation Sounder instrument onboard the Chinese meteorological satellite Fengyun-3C (FY-3C) tracks both GPS and BDS signals for orbit determination. One month’s worth of the onboard dual-frequency GPS and BDS data during March 2015 from the FY-3C satellite is analyzed in this study. The onboard BDS and GPS measurement quality is evaluated in terms of data quantity as well as code multipath error. Severe multipath errors for BDS code ranges are observed especially for high elevations for BDS medium earth orbit satellites (MEOs). The code multipath errors are estimated as piecewise linear model in \(2{^{\circ }}\times 2{^{\circ }}\) grid and applied in precise orbit determination (POD) calculations. POD of FY-3C is firstly performed with GPS data, which shows orbit consistency of approximate 2.7 cm in 3D RMS (root mean square) by overlap comparisons; the estimated orbits are then used as reference orbits for evaluating the orbit precision of GPS and BDS combined POD as well as BDS-based POD. It is indicated that inclusion of BDS geosynchronous orbit satellites (GEOs) could degrade POD precision seriously. The precisions of orbit estimates by combined POD and BDS-based POD are 3.4 and 30.1 cm in 3D RMS when GEOs are involved, respectively. However, if BDS GEOs are excluded, the combined POD can reach similar precision with respect to GPS POD, showing orbit differences about 0.8 cm, while the orbit precision of BDS-based POD can be improved to 8.4 cm. These results indicate that the POD performance with onboard BDS data alone can reach precision better than 10 cm with only five BDS inclined geosynchronous satellite orbit satellites and three MEOs. As the GNOS receiver can only track six BDS satellites for orbit positioning at its maximum channel, it can be expected that the performance of POD with onboard BDS data can be further improved if more observations are generated without such restrictions.     

利用北斗系统建立和维持国家大地坐标参考框架的方法研究

2000中国大地坐标系统（China Geodetic Coordinate System 2000,CGCS2000）的建立和维持主要依赖于GPS技术,不利于保障国家时空信息安全。中国北斗卫星导航系统（BeiDou navigation satellite system,BDS）提供亚太区域服务,可满足中国及周边地区高精度定位导航应用需求,对建立和维持国家大地坐标参考框架具有重要意义。研究利用已建成的北斗基准站网观测数据,实现基于BDS技术、并与国际地球参考框架（International Terrestrial Reference Frame,ITRF）一致的国家大地坐标参考框架,为今后国家级和全球性北斗坐标参考框架（BeiDou Terrestrial Reference Frame,BTRF）的建立和维持提供理论基础和方法支撑。初步计算结果表明,积累2 a以上的观测数据,利用单独BDS数据可以获得与GPS精度相当的水平速度场,精度约为2~3 mm/a。基于单独BDS数据,测站残差平面和高程的重复性分别可优于0.8 cm和1.7 cm。利用BDS数据已可监测到测站高程方向的季节性变化。此外,还对单独BDS与GPS数据计算的坐标可能存在的与经纬度相关的系统误差进行了分析。总体来说,目前的北斗系统可满足建立和维持中国cm级大地坐标框架的需求。     

利用单北斗卫星导航系统建立高精度区域坐标框架的研究与实践

当前区域高精度坐标框架建立严重依赖GPS，利用我国自主研发的北斗卫星导航定位系统（BDS）建立高精度地球参考框架具有重要的战略和现实意义。本文采用基于非差观测值的非差处理模式，单独利用常州基准站（CZCORS）的BDS数据，建立了高精度常州市域坐标框架。将基于单北斗获得的CGCS2000坐标成果与GPS结果进行了比较，两者差异较小，平面和高程方向的平均RMS值分别为3.1和4.2 mm。结果表明，单独使用北斗建立区域参考框架可以满足工程建设的需求，这为北斗系统的推广应用提供了重要的参考依据。