基于多传感器的民航客机定位

为获取民航客机落地前的高精度位置,本文探讨了一种基于多传感器的民航客机高精度定位方法。在飞机飞行过程中,机载数据记录器会记录整个飞行过程中GPS接收机、无线电高度表、惯性导航系统等传感器数据;在飞机落地后,利用无线电高度表数据、GPS数据进行位置差分,再利用惯性导航数据进一步优化,可大幅提高落地前垂直定位精度。结果表明,通过本文方法在机场跑道入口前2 km,飞机定位精度大幅提高,垂直定位精度可以达米级,满足事后调查需求。     

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。     

广域差分GPS中用户定位算法的研究

广域差分GPS中用户接收机多为较廉价的单频接收机，可以接收差分播发站发播的差分改正信号进行DGPS计算，由于WADGPS的算法和常规算法不一致，差分改正信号难以是标准的RTCM格式，因此必须研制专用的差分信号接收机和DSP运算平台，并在平台上集成用户定位的算法，用户定位软件可以实时对观测数据、差分改正信号进行解码，计算用户的三维位置和速度。     

一种用于监测型GNSS接收机的定位精度测试设备研究

近年来,随着高精度全球导航卫星系统(GNSS)接收机板卡的市场化,水利水电行业自主研发的全球导航卫星系统(GNSS)监测型接收机设备相继投入使用,针对这种具有自主产权的全球导航卫星系统(GNSS)监测型接收机性能检测不足的问题,我们研制了一种简易的测试设备,专门用于检测此类全球导航卫星系统(GNSS)监测型接收机的定位精度和灵敏度测试,并对通过该设备获得的数据与GNSS监测型接收机测得的数据一致性进行了研究。实测结果表明,该测试设备操作方便,数据处理方法简单可行,可用来对全球导航卫星系统(GNSS)监测型接收机在不同环境下的定位精度和灵敏度进行有效测试。     

广域差分GPS定位算法在通用DSP系统上的实现

在对广域差分GPS定位算法精度分析的基础上,建立了通用GPS系统运算平台,构造了浮点类型,并提出了DSP运行环境中的高精度函数算法,完成了对广域差分GPS定位算法的优化,编制了基于通用DSP系统的广域差分GPS定位算法软件,成功研制了广域差分用户接收机系统。     

MIMU/DGNSS组合导航技术在城市智能公交中的应用

为解决智能公交GPS在城市环境中易受干扰的问题,设计低成本MIMU和DGNSS松组合算法,并进行两类跑车实验。利用自编写的GNSS测试软件对该算法处理后的定位结果和高精度差分GNSS接收机的基准结果进行比对。实测结果表明,在城市复杂环境中该组合模块定位连续性达99.59%,其中75.68%在3 m以内,与传统GPS模块相比,在同样低成本的前提下提高定位结果精度和定位连续性、可靠性。     

基于车载移动测量的GNSS定位方法

针对车载移动测量需要高频高精度的动态差分定位解算的问题,文中介绍利用GPS、北斗、GLONASS三个卫星导航系统进行载波相位动态差分的解算方法。首先利用双频观测值组成双差宽巷观测方程,利用M-W组合求出较高精度的宽巷模糊度浮点解,然后对宽巷模糊度进行搜索固定;接着对载波双差的基础模糊度进行搜索固定;最后将固定的模糊度代入载波相位双差观测方程,利用最小二乘求解测站坐标。文中使用该方法对车载GNSS实测数据进行解算,最终可得到厘米级别的定位结果。     

BDS辅助无人机免像控三角测量数据处理方法研究CSCD

针对无人机空中三角测量处理需要外业控制点数量多、工作量大的问题,提出了北斗卫星导航系统(BDS)辅助无人机大比例尺免像控精度验证方法.该方法利用搭载双频全球卫星导航系统(GNSS)接收机的无人机摄影测量平台接收BDS数据,探讨了高精度的BDS摄站坐标解算、BDS数据与无人机影像数据联合平差关键技术,最后,以工程实例验证该方法的有效性.实验结果表明:此方法在无像控点情况下满足1∶500的大比例测图精度要求.     

多系统GNSS在弱信号环境下的比较研究与精度评估

针对GNSS接收机在弱信号环境下进行测量作业时,存在解算状态不稳定,定位精度难以控制等一系列问题,文章使用南方银河1接收机和南方灵锐S82接收机进行了实验。通过实测数据对可见卫星数和PDOP值进行了对比分析,来验证多系统GNSS在定位精度方面相对于单一系统具有改善效果。实验结果表明:组合系统能够明显改善卫星空间构型,在观测环境复杂的情况下仍可以提供可靠的高精度定位服务,大大增加系统的可用性,明显提高定位精度。     

北斗/GPS实时精密卫星钟差融合解算模型及精度分析

实时GNSS精密单点定位(PPP)技术必须使用实时的高精度卫星精密轨道和钟差。本文研究了精密卫星钟差融合解算模型及策略,并利用滤波算法实现了北斗/GPS实时精密卫星钟差融合估计算法。仿真实时试验结果显示:获得的北斗/GPS实时钟差与GFZ事后多GNSS精密钟差(GBM)的标准差在0.15 ns左右;使用该钟差进行GPS动态PPP试验,收敛后水平精度优于5 cm,高程精度优于10 cm;使用仿真实时钟差进行的北斗动态PPP与使用GFZ事后多GNSS精密钟差开展的试验相比精度相当,可实现分米级定位。     

基于高频观测值的不同GNSS卫星钟稳定性分析

在GNSS高精度数据处理中,卫星钟差往往是决定结果精度的核心因素之一。采用20 Hz的双频观测数据对GNSS星载原子钟0.05~100 s平滑时间下的短期稳定性进行分析,通过星间单差的方法消除接收机钟差,采用无电离层组合及夜间观测避免电离层高阶项短期变化的影响,同时采用经验模型和映射函数来进行对流层延迟改正。通过Lag 1自相关函数分析了影响GNSS卫星钟稳定性的主要噪声类型,并使用阿伦方差计算分析GPS、GLONASS及BDS各自系统内不同卫星组合之间的钟差。结果表明,GPS、GLONASS及BDS系统钟差稳定性0.05秒稳均可达到10-10量级,秒稳可达10-11量级。可以认定,GPS、GLONASS及BDS在短期内的稳定性量级相当,从而验证了基于星间单差的BDS掩星数据处理方案的可行性。     

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。     

TBC“未知天线类型”问题的解决方案

对于高精度的GNSS数据处理,特别是当多种品牌的GNSS接收机共同作业时,对天线进行相位中心改正是非常有必要的。当采用TBC处理非天宝类型GNSS接收机数据时,在导入数据时,有时会出现不识别接收机和天线类型的错误或警告。通过修改Rinex格式文件头的接收机及天线类型,使其与TBC软件中接收机及天线配置文件中信息一致,问题得到解决。本文还对此类问题做了一些引申,结语给出了若干条建议。     

Android智能手机GNSS数据质量分析

随着全球卫星导航系统(GNSS)的不断建设,智能手机基于移动位置服务 (LBS)得到了迅猛发展. 文中选取市面上常见的3种手机机型,包括:三星S9+(Exynos)、华为Mate30和华为P40 Pro作为研究对象,并使用北斗星通UR4B0-D高性能GNSS接收机进行同步静态观测实验,从卫星可见数、载噪比(CNR)、卫星高度角和多路径误差等方面,对手机GNSS数据质量进行分析. 结果表明:不同型号手机在观测能力和数据质量方面存在明显差异. Android智能手机的GNSS数据质量较差,CNR较小,且CNR与卫星高度角无明显关系. 此外,多路径误差是影响Android智能手机高精度定位的主要误差项之一.      

GNSS卫星精密定轨综述:现状、挑战与机遇

GNSS卫星精密轨道是高精度GNSS应用的基础与前提,GNSS卫星精密定轨技术也一直都是卫星导航领域的研究重点与热点。本文首先介绍了GNSS星座与跟踪数据概况,梳理了精密定轨函数模型、动力学模型及随机模型构建过程中的关键问题,归纳了低轨星载观测和星间链路观测等多源数据增强GNSS精密定轨的研究进展;然后,从应用的角度总结了当前GNSS精密轨道产品的基本状态,并进行了精度评估;最后,讨论了GNSS精密定轨在大网快速解算、多层次观测数据融合、太阳光压模型精化及高精度实时定轨等方面所面临的挑战,并展望了低轨星座、光钟、激光链路等新技术给GNSS精密定轨带来的机遇。     

联合GNSS/LEO卫星观测数据的区域电离层建模与精度评估

高精度的电离层模型对于提高导航卫星系统的定位精度具有重要意义。低轨卫星的快速发展为建立高精度的电离层模型提供了新的契机。基于仿真数据模拟获得2017年1月1日—30日LEO(low earth orbit)和GNSS(global navigation satellite system)卫星观测数据,星座类型包括60、96、192和288颗卫星,以非洲区域为例,利用该数据研究GNSS和LEO卫星穿刺点的覆盖情况和联合建模精度。结果表明:加入LEO卫星后,穿刺点分布改善明显,能够大幅度提高穿刺点密度;单颗低轨卫星穿刺点的范围比GNSS卫星大,LEO卫星的高度角和方位角变化明显;随着低轨卫星数量的增加,融合建模的精度也随之提高;在12:00时东经30°不同纬度范围内,单GNSS建模和GNSS+288 LEO建模差值最大为-1.6 TECU(total electron content unit);随着建模时长的增加,融合建模结果和单GNSS结果差值逐渐变小。     

GNSS接收机与全站仪控制点恢复测量及精度分析

主要利用GNSS接收机与全站仪对基坑控制点进行恢复测量,GNSS接收机通过RTK技术在基坑周边重新布设5个控制点,利用全站仪假定方向推算出控制点的坐标,并且分析其相对精度。通过实地观测计算分析,推算出的坐标与基坑中心点位置X方向相差5 mm、Y方向相差4 mm,恢复后的控制点能够对其他特征点进行详细测设。利用高精度的0.5″级全站仪进行点位测量精度对比分析,点位精度在2 mm范围之内,可以得出工程单位所用的仪器可满足精度,能够用于此类工程点位测设工作。     

M_DCB: Matlab code for estimating GNSS satellite and receiver differential code biases

Global navigation satellite systems (GNSS) have been widely used to monitor variations in the earth’s ionosphere by estimating total electron content (TEC) using dual-frequency observations. Differential code biases (DCBs) are one of the important error sources in estimating precise TEC from GNSS data. The International GNSS Service (IGS) Analysis Centers have routinely provided DCB estimates for GNSS satellites and IGS ground receivers, but the DCBs for regional and local network receivers are not provided. Furthermore, the DCB values of GNSS satellites or receivers are assumed to be constant over 1?day or 1?month, which is not always the case. We describe Matlab code to estimate GNSS satellite and receiver DCBs for time intervals from hours to days; the software is called M_DCB. The DCBs of GNSS satellites and ground receivers are tested and evaluated using data from the IGS GNSS network. The estimates from M_DCB show good agreement with the IGS Analysis Centers with a mean difference of less than 0.7?ns and an RMS of less than 0.4?ns, even for a single station DCB estimate.     

海量IGS数据实时线程池并发获取

随着全球卫星导航系统（GNSS）的迅猛发展，国际GNSS服务组织（IGS）发布了各类海量高精度服务数据。目前，IGS数据在GNSS基线解算、精密单点定位、卫星精密定轨、地壳形变监测、地球电离层和地球动力学研究等领域得到了广泛应用。传统的IGS服务数据下载过程烦琐而耗时，且易出错。如何快速且正确获取IGS数据是当前用户迫切关心的问题。本文基于FTP文件传输协议，设计了实时线程池并发和断点续传算法，并对海量IGS数据进行一站式分类下载测试，通过对试验结果进行分析比较，最终得出海量数据最优的获取方法。