基于GPS/GLONASS组合系统的单点定位研究

介绍了GPS/GLONASS定位系统发展状况,在分析GPS单点定位数学模型的基础上,研究了GPS/GLONASS组合系统伪距单点定位的数学模型,编程实现了GPS/GLONASS组合系统伪距单点定位程序。分别比较GPS单系统、GLONASS单系统与GPS/GLONASS组合系统单天6 h伪距单点定位精度,结果表明,组合系统单点定位精度优于GPS单系统与GLONASS单系统结果。     

GPS/GLONASS组合精密单点定位研究

讨论了GPS/GLONASS组合精密单点定位的数学模型,并以IRKJ跟踪站的观测数据为例,分别利用GPS和GPS/GLONASS组合两种方式进行精密单点定位解算。计算结果表明,当GPS观测卫星数较多(9~10颗)时,组合GPS/GLONASS较单系统GPS的精密单点定位精度及收敛速度有一定改善,但效果不明显。当GPS卫星数较少(4~5颗)时,引入GLONASS卫星进行GPS/GLONASS组合精密单点定位,其定位精度及收敛速度较单系统GPS精密单点均有显著改善。     

GPS/GLONASS组合精密单点定位北大核心CSCD

为了改善传统GPS/GLONASS组合精密单点定位的法方程,推导出一种基于等价消参法的融合法方程。该融合法方程是由GPS系统的法方程和GLONASS系统的法方程进行消除参数叠加得到,既易于实现GPS/GLONASS系统组合单点定位,也便于进行单系统定位的切换。理论证明,基于等价消参法的融合法方程和传统的组合法方程是等价的。程序设计和算例分析显示,基于等价消参法的融合法方程在GPS/GLONASS组合系统精密单点定位和单系统定位转换方面比传统的组合法方程具有更高的效率。最后,利用实测算例分析了GPS/GLONASS组合精密单点定位的定位精度。     

GPS/GLONASS组合精密单点定位

为了改善传统GPS/GLONASS组合精密单点定位的法方程,推导了一种基于等价消参法的融合法方程。该融合法方程是由GPS系统的法方程和GLONASS系统的法方程进行消除参数叠加得到,既易于实现GPS/GLONASS系统组合单点定位,也便于进行单系统定位的切换。理论证明,基于等价消参法的融合法方程和传统的组合法方程是等价的。程序设计和算例分析显示,基于等价消参法的融合法方程在GPS/GLONASS组合系统精密单点定位和单系统定位转换方面比传统的组合法方程具有更高的效率。最后,利用实测算例分析了GPS/GLONASS组合精密单点定位的定位精度。     

GPS/GLONASS组合标准单点定位性能分析

利用广播星历及伪距进行单历元单点定位,通过精度比较分析,得出GPS定位精度优于GLONASS,组合系统优于单系统;同时给出了初步的定权方案。     

组合GPS/GLONASS在车辆导航和监控系统中的应用探讨

给出了基于卡尔曼滤波的组合GPS／GLONASS伪距单点实时动态定位的原理,并通过模拟实验表明组合GPS／GLONASS可以改进单独GPS车辆导航和监控系统的定位精度和可幸性,为车最GPS在高楼林立的城区或其它可视条件受限制地带的应用提供了保证。     

GPS／BDS／GLONASS组合伪距单点定位性能测试与分析

本文以高山峡谷地区以及城市建筑群区域GNSS卫星受山体及建筑物遮挡的实际问题为出发点,通过选取不同的卫星方位角模拟不同遮挡环境,研究GPS／BDS、GPS／GLONAS和GPS／BDS／GLONASS组合系统伪距单点定位模型对于单GPS、单BDS系统在不同遮挡环境下的定位精度和三维导航可用性等方面的改善情况。结果表明,组合系统相对于单系统,增加了可见卫星数,降低了PDOP值,当观测条件不佳时,可以很好地改善定位精度和提高三维导航可用性。      

GPS/GLONASS组合精密单点定位模型及结果分析

在GPS和GLONASS观测方程中考虑硬件延迟偏差的基础上,推导了GPS/GLONASS双系统组合精密单点定位的数学模型,并分析了硬件延迟偏差对估计的未知参数的影响。利用IGS跟踪站的观测数据和动态实验数据,对组合GPS/GLONASS精密单点定位模型进行了试算,并与GPS单系统精密单点定位的结果进行了比较。     

利用单频GPS／Galileo组合观测值的导航性能分析

针对不同观测值的初始方差比值,对比GPS／Galileo组合单点定位的结果。利用不同测站的观测数据和广播星历数据进行单频GPS／Galileo组合单点定位试验。结果表明,组合GPS／Galileo单点定位的平面方向精度优于2m,高程方向精度优于4m,点位精度优于5m;相比于GPS单系统,GPS／Galileo组合系统在平面方向的定位精度略有提高,高程方向的定位精度改善率为11％。同时给出基于4颗IOV卫星的Galileo单点定位结果。     

多卫星导航系统精密单点定位精度分析

随着北斗卫星导航系统（BDS）于2012年底正式提供亚太地区区域性服务,研究BDS与其他卫星导航系统的组合定位尤为重要。本文主要分析BDS与GPS、GLONASS组合精密单点定位（PPP）,统一了三类卫星的时间系统和空间系统,给出了PPP非差组合模型,利用九峰站全天观测数据进行实验,得到初步结论：组合定位系统能够减少单系统的收敛时间;组合定位系统的定位精度比单系统的定位精度高。     

亚太地区BDS-3/GNSS组合系统单频单点定位性能分析

针对北斗三号卫星导航系统(BDS-3)向全球提供定位、导航和授时(PNT)服务后的定位性能评估问题,基于MGEX (Multi-GNSS Experiment) WHU2站7天实测数据,从可视卫星数、几何精度衰减因子(GDOP)、定位精度、定位成功率和伪距残差方面分析了BDS-3及BDS/GNSS组合伪距单点定位(SPP)性能. 结果表明:在亚太地区,BDS-3具有比美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo更优的SPP性能,其水平、垂直和三维精度分别为1.19 m、2.34 m、2.38 m,三维精度比北斗二号卫星导航系统(BDS-2)、GPS、GLONASS和Galileo 的SPP精度分别提升了54.8%、27.2%、86.4%和1.2%. 此外,BDS/GPS/Galileo组合能获得最优的SPP精度,其水平、垂直和三维精度分别为0.96 m、1.66 m、1.77 m,相较于BDS-2/BDS-3 SPP分别提升了18.6%、19.4%和17.3%.      

GLONASS pseudorange inter-channel biases and their effects on combined GPS/GLONASS precise point positioning

Combined GPS/GLONASS precise point positioning (PPP) can obtain a more precise and reliable position than GPS PPP. However, because of frequency division multiple access, GLONASS carrier phase and pseudorange observations suffer from inter-channel biases (ICBs) which will influence the accuracy and convergence speed of combined GPS/GLONASS PPP. With clear understanding of the characteristics of carrier phase ICBs, we estimated undifferenced GLONASS pseudorange ICBs for 133 receivers from five manufacturers and analyzed their characteristics. In general, pseudorange ICBs corresponding to the same firmware have strong correlations. The ICB values of two receivers with the same firmware may be different because of different antenna types, and their differences are closely related to frequency. Pseudorange ICBs should be provided for each satellite to obtain more precise ICBs as the pseudorange ICBs may vary even on the same frequency. For the solutions of standard point positioning (SPP), after pseudorange ICB calibration, the mean root mean square (RMS) improvements of GLONASS SPP reach up to 57, 48, and 53 % for the East, North, and Up components, while combined GPS/GLONASS SPP reach up to 27, 17, and 23 %, respectively. The combined GPS/GLONASS PPP after pseudorange ICB calibration evidently improved the convergence speed, and the mean RMS of PPP improved by almost 50 % during the convergence period.     

Android智能手机GNSS定位性能分析

随着全球卫星导航系统(GNSS)的发展和移动通信技术的进步,用户对位置服务(LBS)提出了更高的要求. 本文采用市面上常见的两部Android智能手机采集GNSS数据,对Android智能手机伪距单点定位(SPP)和单频精密单点定位(PPP)算法进行研究,分析了在不同条件下智能手机的SPP、单频PPP定位性能. 结果表明:在使用多普勒平滑伪距和信噪比随机模型的基础上,Android智能手机GPS单系统的SPP定位精度可达3 m,GPS、Galileo、GLONASS、北斗卫星导航系统(BDS)四系统定位精度可达亚米级. 在单频PPP静态定位中,在GPS单系统下,定位精度仅能达到米级,且收敛时间较长;在GPS、Galileo、GLONASS、BDS四系统下,定位精度可达亚米级,且平面方向可在40 min内收敛. 在单频PPP动态定位中,手机的定位精度仅能达到米级.      

GPS/GLONASS卫星导航系统组合定位的定权方法研究

正确合理地确定观测值的权是GPS/GLONASS导航系统组合定位中的一个关键技术问题。本文对GPS/GLONASS导航系统组合定位中几种常用的定权方法进行了比较分析,并以GPS/GLONASS的实测数据为例进行了实验,结果表明:在GPS/GLONASS导航系统组合定位中等精度定权的定位结果精度较差,卫星高度角定权和误差分布律概率密度函数定权后的定位结果精度相当,但较等精度定权法的定位精度都有所提高,赫尔默特方差分量估计法定权的定位结果精度最优。     

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。     

北斗系统及GNSS多星座组合导航性能研究

针对北斗、GPS、GLONASS和GALILEO等单星座系统定位中存在的定位精度不足、可见星不多、定位可靠性不强等问题,研究了一种利用北斗、GPS、GLONASS和GALI—LEO多星座信息在统一坐标系中采用最小二乘法进行组合导航定位的方法。仿真结果表明：北斗与GPS双系统的定位精度优于单纯的北斗系统精度,而采用北斗／GPS／GLONASS／GALILEO多星座组合导航定位能够有效提高用户的定位精度和可靠性,研究成果对北斗系统的精度验证和多星座接收机的实现具有参考意义。     

Modeling and assessment of combined GPS/GLONASS precise point positioning

A combination of GPS and GLONASS observations can offer improved reliability, availability and accuracy for precise point positioning (PPP). We present and analyze a combined GPS/GLONASS PPP model, including both functional and stochastic components. Numerical comparison and analysis are conducted with respect to PPP based on only GPS or GLONASS observations to demonstrate the benefits of the combined GPS/GLONASS PPP. The observation residuals are analyzed for more appropriate stochastic modeling for observations from different navigation systems. An analysis is also made using different precise orbit and clock products. The performance of the combined GPS/GLONASS PPP is assessed using both static and kinematic data. The results indicate that the convergence time can be significantly reduced with the addition of GLONASS data. The positioning accuracy, however, is not significantly improved by adding GLONASS data if there is a sufficient number of GPS satellites with good geometry.     

GPS／GLoNASS／GALILEo组合导航DOP值及可用性分析

针对采用单卫星定位系统时,在城市高楼密集区和位于深山峡谷的水库、电站、矿山等环境下,GNSS用户接收到的卫星个数少且卫星分布不佳导致的可用性下降、定位精度较差的问题,提出多系统组合的定位方法。利用GPS、GLONASS及GALILE0系统的轨道参数模拟卫星星座,计算不同卫星高度角下单系统及组合系统的DOP值,根据DOP值分析其可用性。研究表明：在全球时空范围内、相同卫星高度角下,组合系统的可用性高于单系统,三系统组合的可用性高于双系统组合。     

GPS/GLONASS组合单点定位及精度分析

介绍了基于广播星历的GPS/GLONASS组合导航单点定位的数学模型,分析了组合导航的技术难点。在GPS伪距法单点定位的基础上进行组合导航定位,其中GLONASS卫星坐标运用四阶龙格—库塔(Runge-Kutta)数值积分方法求得,利用一种新的不需要进行轨道拟合的编程方法来进行计算。以IGS跟踪站提供的观测数据为例,分别采用GPS、GLO-NASS和GPS/GLONASS三种方式组合进行伪距法单点定位,同时比较分析了不同权重选择对组合定位精度的影响。     

GPS and GLONASS Integration: Modeling and Ambiguity Resolution Issues

The integration of GPS with GLONASS may be considered a major milestone in satellite-based positioning, because it can dramatically improve the reliability and productivity of said positioning. However, unlike GPS, GLONASS satellites transmit signals at different frequencies, which result in significant complexity in terms of modeling and ambiguity resolution for integrated GPS and GLONASS positioning systems. In this paper, a variety of mathematical and stochastic modeling methodologies and ambiguity resolution strategies are analyzed, and some remaining research challenges are identified. The exercise, of developing mathematical models and processing methodologies for integrated systems based on more than one satellite system, is a valuable one as it identified crucial issues concerned with the combination of any two or more microwave positioning systems, be they satellite-based or terrestrial. Hence these are experiences that can be applied to future projects that might integrate GPS with Galileo, or GLONASS and Galileo, or all three. ? 2001 John Wiley & Sons, Inc.