无人机PPK技术支持下的河道测量与精度分析

针对河道带状复杂地形布设控制点困难的问题及高精度的测量要求,本文探讨了一种结合PPK技术的无人机免像控河道测量方法。以DJI Phantom 4 RTK无人机为研究对象,分析了基于PPK的高精度POS辅助空三测量、相机镜头畸变纠正和航线设计等影响航测精度的关键技术,利用UAV-PPK软件对地面基站与无人机POS数据进行事后差分解算,获取高精度POS数据辅助空中三角测量。结合安徽省庄墓河河道治理工程进行试验,结果表明,基于PPK的免像控无人机航测获取了更高精度POS数据且成图精度满足河道1：500大比例尺测图要求。PPK辅助无人机航测提高了复杂地形测绘精度,为后续河道整治工作提供了更加精准的地形数据。     

载波/多普勒平滑伪距在Android手机中的定位实现

针对Android手机GNSS伪距定位精度较低的问题，利用手机端观测信息，通过载波相位/多普勒平滑伪距改善手机端伪距观测值的质量，从而达到提高定位精度的效果。首先给出了Android手机GNSS原始观测量的获取方法，然后推导了载波相位平滑伪距和多普勒平滑伪距算法模型，并设计合理有效的试验对算法的精度进行评定。试验结果表明：在手机端静态定位中载波相位和多普勒平滑算法均可提高原始伪距的定位精度，且多普勒平滑算法表现更优；在手机端动态定位中多普勒平滑算法可获得比原始伪距更优的定位精度，但是载波相位平滑算法较原始伪距更差；由于硬件的制约手机端周跳和信号失锁严重，占比超过50%，载波相位在手机端的可用性较低；多普勒平滑算法的最优平滑时间常数小于等于10 s，具有实时动态定位的巨大潜力。     

顾及有色噪声影响的位置域双频载波相位平滑伪距算法

载波平滑伪距技术是一种有效的GNSS数据处理技术，在很多高精度实时定位场合得到了广泛的应用。本文在随机模型中考虑载波相位时间差分观测量中有限冲激响应有色观测噪声的影响，推导出采用递归最小二乘方法的距离域和位置域双频载波相位平滑伪距算法，并利用实测数据验证了新算法的有效性。试验表明，相位平滑伪距能够减小伪距观测值的误差，提高伪距观测量的精度，从而提高定位精度；相对于传统的算法，距离域与位置域滤波的伪距平滑精度均有提高，三维定位误差精度均得到改善；同时表明，载波相位时间差分的有色噪声对平滑效果和定位精度有一定的影响。     

自适应抗差Kalman滤波在公路GPS测量中的应用

本文介绍了用载波相位平滑伪距观测数据和自适应抗差Kalman滤波算法进行差分动态定位的方法，用试验数据说明了车载GPS道路测量系统所能达到的精度水平。     

GPS相位与伪距联合实时定位算法

在动态 GPS差分定位中 ,相位观测值整周模糊度的实时确定比较困难 ,利用伪距观测值求解位置虽不存在解算整周模糊度问题 ,但观测噪声较大。将相位和伪距联合起来处理 ,给出了相位平滑伪距和相位与伪距联合解算两种算法 ,两种实时定位方法的精度都远优于单纯的伪距差分方法     

中等距离GPS相位平滑伪距差分动态定位精度的测定

GPS相位平滑伪距差分动态定位可用于精度要求较高的水深测量、勘界测量以及土地调查测量等场合。在应用前需对其所能达到的定位精度进行认真的测定,着重对事后相位平滑伪距差分模式下的单频GPS接收机定位精度进行测定,测定结果表明30 km之内单频GPS接收机事后相位平滑伪距差分动态定位点位中误差小于0.8 m。此研究成果已应用于国土资源调查中。     

GPS单频伪距相位平滑及其单点定位的精度分析

本文基于Hatch滤波方法进行GPS单频伪距相位平滑及其单点定位的研究,针对单频伪距相位平滑的离散性,给出了移动窗口分段平滑方法的具体处理方案,并研制了相应的软件模块。采用自编软件,利用IGS跟踪站观测数据,以静态模拟动态的方式,对GPS单频伪距进行了相位平滑处理和动态单点定位计算,并对单频相位平滑伪距及其单点定位的精度进行了分析。计算结果验证了本文基于Hatch滤波和移动窗口分段平滑的单频伪距相位平滑方法的可行性和有效性。     

BDS/GPS伪距相位联合定位对病态性改善程度分析

针对北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)/全球卫星导航系统(Global Positioning System,GPS)载波相位定位的病态性,提出采用伪距观测来改善上述问题,并对比分析了在我国8个地面站不同精度伪距观测量的引入对载波相位定位病态性的改善效果,这种病态特征可以通过伪距与载波相位联合观测得到的法方程条件数表示.实验结果表明:伪距观测对载波相位定位的病态性有很大程度的改善,且BDS系统的改善程度比GPS更大;伪距观测精度越高,联合定位的病态性程度越弱;在较短的观测时间内,伪距观测量的引入,对载波相位定位病态性的改善效果非常明显.     

两种不同方式智能手机伪距平滑分析

针对智能手机受导航芯片和天线接收器限制、伪距观测值精度不高、粗差较多等问题,本文提出利用各观测量进行历元间求双差,以探测观测值中的粗差并予以剔除,再结合多普勒观测值和载波相位观测值平滑伪距,从数据质量和伪距平滑两方面分析影响智能手机定位精度的原因,说明智能手机载波相位观测值和多普勒观测值平滑伪距的可用性。试验结果表明：智能手机载波相位平滑伪距可有效提高定位精度;多普勒观测值平滑伪距定位精度与导航芯片获取的多普勒观测值有关,小米MI8多普勒观测值精度优于华为P30。     

单站GPS载波平滑伪距精密授时研究

给出了单站GPS载波相位平滑伪距授时的原理和数学模型,详细分析了单站GPS载波相位平滑伪距授时的技术难点和授时精度评定的表征量,并编程对IGS站观测数据进行处理.实验结果表明,单站GPS载波相位平滑伪距精密授时的绝对钟差精度可达到ns级.     

讲座：GPS定位技术的理论和应用：第八讲 GPS动态定位及其应用

§8－1动态定位的数学模型接收机处于运动状态的定位方式叫动态定位．动态定位又有绝对动态定位和相对动态定位（又称实时差分）之分．根据所用的观测量不同，又分为的距动态定位、伪距和相位结合的动态定位以及综合动态定位。下面分别讨论其数学模型．一、绝对动态定位1．用伪距观测定位如§2－1所述，任何时刻t所观测的伪距是接收机位置和时钟误差的函数．写成式中为位置矢量，dra为钟差．同时观测到至少四颗卫星的伪距，就可以解算和dr．具体解算过程§3—2已详细介绍了．2，伪距和相位观测结合载波相位观测量是接收机位五、时钟误差和相…     

GPS载波相位平滑伪距精度分析与应用探讨

分析了载波相位平滑伪距在动态短基线解算、精密单点定位、动态长基线解算的精度,提出了载波相位平滑伪距在多种高精度定位中的应用。     

单频相位平滑伪距差分技术监测动态目标分析

利用单频载波相位平滑伪距差分技术可对动态目标进行实时监控,不需要价格相对较贵的双频接收机即可满足工程需要.给出了单频GPS和载波相位平滑的伪距差分定位数学模型,采用C++语言开发了相应的程序模块.对某湖水上动态目标的监测试验,验证了程序模块的正确性,数据处理分析结果表明,相比伪距差分定位,采用载波相位平滑伪距差分技术监测动态目标应用效果较好,可获得分米级精度的水上动态目标监测.     

北斗PPK技术辅助无人机航空摄影测量精度分析

由于受网络信号和基线长度限制,在南北极、远岸岛礁等地区,常用的GPS RTK技术无法应用于无人机航空摄影测量,且GPS并非我国自主的卫星导航系统,无法确保永久安全可靠。为此,本文探索利用我国自主建设的北斗三号全球卫星导航系统（BDS-3）,通过动态后处理（PPK）技术辅助无人机摄影测量,以解决上述问题。以大疆精灵4 RTK无人机为例,分别利用BDS-3、GPS及BDS-3+GPS组合观测值,对无人机POS数据进行PPK处理,分析在无地面控制点条件下,不同导航卫星星源对无人机航空摄影测量平面和高程精度的影响。结果表明：利用BDS、GPS、BDS+GPS组合对无人机单点定位POS数据进行PPK处理后,空三加密点平面定位精度由分米级提升至厘米级,高程精度由米级提升至分米级甚至厘米级,与引入5个地面控制点的定位精度相当。北斗PPK技术辅助无人机航空摄影测量满足平原地区1：500比例尺空中三角测量加密精度要求。     

电离层延迟变化自模型化的载波相位平滑伪距算法

传统的单频载波相位平滑伪距算法因受到电离层延迟变化的影响，容易出现平滑结果发散和精度下降的问题，而现有的解决方案对精度提高有限或需要外部精密电离层改正数据的支持。本文研究了电离层的变化规律并建立回归模型，在此基础上提出了一种自模型化电离层延迟变化的单频载波相位平滑伪距算法。此算法利用伪距和载波观测量中含有的电离层延迟信息进行电离层延迟建模，从平滑伪距中扣除了历元间电离层延迟变化值，有效避免了平滑伪距的发散问题。利用自编软件GNSSer实现了电离层自模型化的载波平滑伪距算法，并采用静态与动态实测观测数据进行了定位试验和精度分析。算例结果表明：①长时段常规Hatch滤波受电离层影响非常严重；②自模型化电离层延迟可达厘米级的精度，在30 min窗口内，使用线性移动开窗拟合法效果最佳；③自模型化电离层改正可以有效消除平滑伪距电离层影响，随着时段窗口的增加，精度没有降低；④利用本文提出的算法进行逐历元单频平滑伪距单点定位，在静态与动态的NEU方向都达到了亚分米级别的定位精度，其中，动态定位测试中水平和高程方向精度为6.25和10.4 cm，比原始伪距分别提高了5.4倍和3.3倍。     

GPS多普勒伪距平滑定位与测速方法

针对卫星导航系统受移动载体所处特殊工作环境及状态的影响,导致载波相位观测值发生周跳并引起载波相位平滑伪距产生较大误差的问题,该文提出一种基于高精度且不受周跳影响的多普勒频移观测值对精度相对较低的伪距观测值进行平滑的方法;采用GPS多普勒频移进行伪距平滑,并计算移动载体的位置信息;通过结合求解的位置信息与多普勒频移进一步完成移动载体速度的求取。静、动态实验结果表明:该文提出的多普勒频移平滑伪距算法能够进一步提高载体的定位和测速精度。     

多普勒平滑伪距在GPS/INS紧耦合导航中的应用

针对GPS/INS紧耦合导航中GPS伪距观测值精度较低的问题,提出了一种多普勒平滑伪距在GPS/INS紧耦合导航的应用算法。首先给出了GPS/INS紧耦合导航详细的动力学模型和观测模型,在载波相位平滑伪距的基础上推导了多普勒平滑伪距的具体算法和方差-协方差计算公式,并引入遗传算法对平滑因子进行最优估计;然后利用实测数据验证了新算法的有效性。结果表明,平滑算法能够有效提高伪距观测值的精度,从而提高组合导航的定位精度,相对于载波相位平滑伪距,多普勒平滑伪距的精度略有提高,而且多普勒平滑伪距不受周跳的影响,算法的效率更高。与此同时,伪距观测值精度的提高使其与伪距率观测值精度相当,增强了滤波系统的稳定性。     

双卫星导航系统相位平滑伪距在车载定位中的应用

多卫星导航系统组合伪距差分定位可有效提升低成本车载单频设备精度。首先对伪距差分定位原理和数学模型进行阐述和推导,提出了一种适用于单频的窗口化相位平滑伪距定位技术。针对单卫星导航系统在遮挡等环境下观测卫星少,卫星结构不稳定的情况,在统一多系统的时空基准基础上,选取一颗共同参考星,进行伪距差分定位。使用一组实测的多卫星导航系统单频卫星数据进行实验论证,结果表明:车载多卫星导航系统相位平滑伪距平面精度优于0.2m,高程优于0.7m,对亚米级北斗系统高精度应用具有实际工程应用意义。     

载波相位平滑时间常数对GBAS精度增强的影响

陆基增强系统(GBAS)是利用载波相位平滑伪距差分修正实现对导航辅助定位的. 其中,平滑时间常数是影响载波相位平滑伪距精度的关键参数. 本文分析研究了不同平滑时间下电离层时间梯度和空间梯度对Hatch滤波的影响. 在结合电离层时空梯度和多径效应引起的滤波总误差方差的基础上,推导出自适应的最优平滑时间常数. 分别对GBAS静态和动态两种环境下的定位误差进行实验,实验结果表明,采用本文推导出的自适应平滑时间常数降低了GBAS伪距测量误差,从而使定位精度得到增强.      

灾害应急环境下智能终端高精度北斗增强定位方法

针对灾害应急环境下的高精度定位需求,研究了一种基于智能终端的长距离北斗增强定位方法,通过长距离参考站提供非差误差改正数,用户可采用非常灵活的数据处理方法。采用分类误差处理满足长距离高精度增强定位的需求,实现用户长距离伪距增强定位、载波相位增强定位以及载波相位平滑伪距增强定位等多种增强定位方式。提出了基于非差误差改正数的相位平滑方法,通过消除误差后的观测值估计整周模糊度,然后重新拟合伪距观测值,并利用参考站平滑后的非差误差改正数削弱用户定位误差。伪距观测值不涉及模糊度,定位模式简单且实时性高,利用载波相位观测值来提高伪距定位的精度,能够更好地满足灾害应急环境下用户高精度定位的需求。在智能终端融合了针对用户专用接收机设备的增强定位数据处理方法,智能终端既可作为观测数据源,又可作为用户定位数据处理的载体。采用实测数据进行了智能终端增强定位算法验证与分析,结果表明所提方法能够实现用户实时厘米级、分米级和亚分米级等优于1 m的高精度定位。