BDS与GPS/GLONASS星载原子钟性能的比较分析

针对北斗卫星导航系统(BDS)在轨卫星原子钟的评估问题,从三个性能指标即准确度、漂移率和稳定性出发进行了评估,并利用同一时段的GPS/GLONASS星载原子钟性能评估结果做了比较。算例采用GPS 1751-1758共8周的数据,评估结果发现:BDS在轨卫星的准确度在10-11量级,漂移率在10-15量级,与GPS/GLONASS星载原子钟的水平相当,但钟的稳定性方面由于BDS存在着几颗天稳较大的钟,所以其天稳的平均值在10-13量级,比GPS和GLONASS卫星略差。     

BDS/GPS/GLONASS在密林地区组合定位性能分析

随着北斗卫星导航系统的建成与运行,目前已形成多系统导航定位的局面。基于短基线,首先对密林地区的GPS、BDS、GLONASS的卫星可见性以及伪距观测值的质量进行了简单的评价,然后分析了密林地区GPS、BDS、GLONASS单系统、双系统及三系统组合模式下单点定位及伪距差分定位性能。结果表明:在密林地区,GNSS多系统组合能够明显提高定位精度,GPS/BDS组合定位的精度优于GPS/GLONASS、BDS/GLONASS组合,而GPS/BDS/GLONASS的定位精度最高。     

Bancroft算法应用于GPS/BDS/GLONASS三系统伪距单点定位

为了提高多系统组合单点定位的运算效率,将Bancroft算法推广应用于GPS/BDS/GLONASS三系统伪距单点定位,并推导了该方法的详细计算流程,比较了Bancroft算法、最小二乘算法和组合两种算法的精度、迭代次数以及运算时间。利用实测数据进行实验,结果表明,3种算法精度相当,Bancroft算法比最小二乘算法迭代次数少,运算效率提高了38%,利用Bancroft为最小二乘算法提供初值,收敛速度加快,运算效率提高了36%。最终得出结论,Bancroft算法应用于GPS/BDS/GLONASS三系统伪距单点定位满足精度要求,且Bancroft算法对于减少迭代次数,提高运算效率有重要意义。     

实时GPS精密卫星钟差估计及实时精密单点定位

研究了GPS实时精密卫星钟差的估计方法,并将实时钟差应用于实时精密单点定位。采用自编软件,依据全球均匀分布的IGS参考站实测数据,基于非差消电离层组合载波和伪距观测量实现了GPS实时精密卫星钟差估计。试验结果表明,自主估计的实时卫星钟差与IGS发布的最终精密钟差具有较好一致性,互差优于0.2ns;用于实时精密单点定位,能够获得静态定位1~2cm、仿动态定位厘米级精度。     

近海环境的BDS/GPS差分及PPP定位性能评估

基于远海测量试验,利用精密单点定位(PPP)技术和单站差分技术进行事后和实时定位,分别利用单BDS、GPS和BDS/GPS组合进行定位试验,对定位精度和算法可靠性进行分析。研究表明单站差分技术在海上中短基线(≤150 km)的定位中相比PPP技术具有更高的精度和技术可靠性,另外相比GPS,BDS更适合国内近海的导航定位作业,双频观测条件下能实现亚分米级的定位精度。该研究对海上定位理论和BDS的推广应用具有借鉴意义。     

BDS/GPS组合系统在不同随机模型下的精度分析

合理的观测值权阵能提高BDS、GPS及其组合系统伪距单点定位的精度。对比分析了各系统在实测数据和模拟观测条件下等权模型、高度角模型、Helmert方差分量模型3种随机模型的定位精度。结果表明:在模拟观测条件下, BDS/GPS组合系统精度最高,BDS系统次之,基于Helmert方差分量模型的精度最优,高度角模型次之;在正常观测条件下, BDS系统平面精度高于GPS系统,但高程精度低于GPS系统,其余结论与模拟条件下结果一致。研究结果可在提高BDS、GPS及其组合系统伪距单点定位精度方法中起参考作用。     

基于LS-SVM的多系统融合GNSS-MR潮位反演

针对单系统GNSS-MR潮位监测中反演精度和时间分辨率低的问题,提出了一种基于LS-SVM的多系统融合潮位反演方法.利用香港HKQT站连续30 d的GPS、BDS、Galileo、GLONASS卫星观测数据进行实验,比较了基于滑动窗口最小二乘法、SVR、LS-SVM三种多系统融合方法.结果表明:基于LS-SVM的多系统...     

GPS/BDS空间可见性与GDOP分析

先给出了卫星可见性模型,然后给出了GPS/BDS组合几何精度因子(GDOP)计算公式,通过近期一组实测的GPS与BDS星历计算了全球范围内不同观测高度处的组合星座卫星可见性与GDOP值,揭示了卫星可见性与GDOP值随空间观测高度变化的规律。     

基于RTS的海上实时精密单点定位精度分析

组织实施了连续一周的渤海湾船载动态GPS定位试验,对BNC软件客户端接收的IGS实时数据流4种综合产品(IGC01、IGS01、IGS02和IGS03)的数据可用性和精度进行了验证;对基于RTS改正的船载实时精密单点定位的精度进行了分析。结果表明,4种RTS产品的数据可用率均在90%以上,其中IGS01的数据可用率最高为97.68%;以IGS最终精密星历和钟差产品为参考,4种RTS轨道产品在X、Y、Z方向的精度(RMS)均优于4cm,钟差产品的精度(STD)优于0.2ns;以采用IGS最终精密星历和钟差产品的事后PPP结果为参考,基于RTS的船载RTPPP的水平方向精度优于7cm,高程方向精度为12cm,三维位置精度约为15cm。     

卫星钟差稀疏自回归预报模型的研究

精密卫星时钟产品是进行高精度定位应用的重要基础,不断提高卫星时钟误差的预测精度是十分必要的。使用具有周期项的多项式预报模型对卫星钟差中的系统确定性误差进行预测,已广泛应用于精密单点定位技术。此模型在进行卫星钟差预报时,无法对时钟的随机性误差进行预测。使用稀疏化理论对自回归模型参数进行稀疏,降低模型非必要参数的影响,修正模型预报误差。结果表明:该方法能够有效提高卫星钟差短期预报的精度。     

GPS positioning accuracy using precise real‐time ephemeris and clock correction

Global positioning system (GPS) has found applications in various areas including marine geodesy. GPS positioning accuracy, however, is greatly degraded by GPS ephemeris and clock errors, particularly errors due to Selective Availability (SA). Thus, it is crucial to use precise ephemeris and clock corrections for users who require high position accuracy. Presently, precise ephemeris and clock corrections are available only in post‐mission. This paper investigates the generation of precise real‐time ephemeris and clock corrections and the positioning accuracy using them. In this research, precise real‐time ephemeris is generated from accurate dynamic orbit prediction and clock corrections are calculated using instantaneous GPS measurements. Numerical analysis using data from an actual GPS tracking network is performed that indicates use of precise ephemeris and clock corrections can improve the positioning accuracy to the one meter level. This accuracy is attainable in real‐time as the precise real‐time ephemeris and clock corrections become available in the future.     

GPS、Galileo、BDS、QZSS测距信号数据质量分析

基于多测站观测数据,采用伪距相位差组合和伪距多径组合方法,分析了GPS、Galileo、BDS和QZSS 4个系统伪距测量噪声和多径误差,比较了各系统内部信号数据质量以及系统间兼容信号数据质量。结果表明:GPS系统中L2C信号伪距测量精度要优于L2信号;Galileo系统中E5信号伪距测量精度最优,其E1和E5a信号伪距测量精度分别优于GPS/QZSS L1和L5信号;QZSS信号伪距测量精度与GPS信号基本一致;BDS系统三频信号伪距多径中均存在与高度角相关的系统性偏差,最大可达1m,且其三类卫星伪距测量精度有所差异,相同高度角条件下,GEO卫星伪距测量精度最优,IGSO卫星次之,MEO卫星最差。     

Performance of Real-Time Precise Point Positioning

The IGS Real-time Pilot Project (IGS-RTPP) provides real-time precise orbits and clocks, which support real-time positioning for single stations over large areas using the Precise Point Positioning (PPP) technique. This paper investigates the impact of real-time orbits, network configuration, and analysis strategies on real-time PPP implementation and demonstrates the real-time PPP performance. One month of data from the IGS network is analyzed in a real-time simulation mode. Results reveal the following: (1) In clock estimation, differential approaches are much more efficient than the zero-differenced approach. (2) The precision of IGS Ultra rapid (IGU) orbits could meet the IGS-RTPP requirement for precise clock estimation and PPP positioning. (3) Considering efficiency and precision, a network with 50 stations is recommended for the IGS-RTPP. It is demonstrated that the real-time satellite clock precision is 0.1 ns supporting hourly static PPP with a mean precision of 2–3 cm in the North component and 3–4 cm in the other components. Kinematic PPP assessed with onboard GPS data collected from a buoy provided mean coordinate precision of 2.2, 4.2, 6.1 cm in the North, East and Up directions, compared to the RTK solutions.     

沿海验潮站GNSS观测网BDS与GPS基线处理精度分析

为了评估北斗卫星导航系统（BDS）用于验潮站沉降监测的可靠性和精度,该文利用北海区沿海8个验潮站2022年全年的GPS和BDS观测数据,从基线解标准均方根误差、基线重复性和GPS与BDS基线互差等方面对GPS和BDS解算结果进行对比分析。结果表明,BDS基线解的NRMS值在0.17～0.25之间,GPS基线解的NRMS值在0.18～0.23之间,二者基线解的NRMS值基本相当;GPS基线解的长度和各分量基线重复率平均值要小于BDS,从GNSS网固定误差和比例误差看,GPS和BDS的基线长度重复性精度达到10-9～10-8量级,基线东西和南北分量重复性达到10-9量级,基线垂直分量重复性精度达到10-7～10-8量级。在GPS和BDS基线结果互差方面,GPS解算得到的基线长度均要大于BDS,二者平均差值为10.7 mm;东西分量差值最小,其次是南北分量,垂直分量差异最大,南北分量、东西分量和垂直分量差值平均值分别为-8.5 mm、-3.7 mm和10.6 mm。南北分量、东西分量、垂直分量和基线长度差值平均值最大值分别为23.6 mm、20.9 mm、30.4 mm和22.1 mm。总体...     

基于Matlab的TEQC在GPS数据预处理中的应用

利用Matlab二次开发编制teqcplot程序模块,实现质量检查结果的图形显示和可视化查询,将GPS观测数据中存在的电离层延迟和多路径效应的影响定量地表示出来,提高了数据处理的工作效率。并用实测数据进行验算,根据检查结果对GPS观测数据进行相应的处理,通过对比分析结果表明,经TEQC预处理后的观测数据,有效地提高了GPS基线解算的质量。     

Fast BDS Positioning Convergence Based on the Contribution of GPS Observations

Comparing to single BeiDou Navigation Satellite System (BDS) Precise Point Positioning (PPP), a method which can more quicklydetermine the ambiguity parameters of BDS through applying the contribution of GPS observations is proposed and analyzed in this article. The numerical examples and analysis show that the ionosphere-free ambiguities of BDS satellites can be determined and converged more quickly because of the contribution of GPS observations. The average improvement of the convergent speed of positioning is 18.5% and its positioning accuracy in N, E, and U components are improved by 29.4, 30.3, and 34.4%, respectively, with the contribution of the a priori coordinates obtained from GPS observations. This method is useful for single BDS system positioning when there is a priori information provided by GPS or other sensors which be replaced by and can be applied at the beginning of the computation.     

多系统GNSS浮标潮位提取精度研究

为实现多频多模GNSS浮标在远距离海洋潮汐测量中的应用,基于精密单点定位(precision pointing positioning,PPP)数据处理策略获取潮位信息,以压力验潮仪为参考,对GNSS浮标测量海面高进行经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD),滤去高频波浪和噪声,获取潮位进行精度分析。结果表明:多系统可以提高PPP解算潮位精度。GPS/GLONASS双系统和GPS/GLONASS/Bei Dou三系统PPP提取潮位与验潮仪潮位差值的最大误差均小于18cm,RMSE小于6. 5cm。因此,多系统PPP解算GNSS浮标海面高可以实现远离海岸的潮位获取与监测,能够提高海上潮位测量的效率。