双卫星导航系统短基线动态定位实验与对比分析

针对我国正在建设的北斗系统,给出并讨论了北斗系统及全球定位系统组合相对定位模型和动态基线解方法,采用卡尔曼滤波进行动态基线解算的参数估计,利用最小二乘降相关分解法固定双差模糊度,获得动态基线固定解。通过两个实际的动态定位实验,比较单卫星导航系统和双卫星导航系统动态短基线解算结果,分析了基线结果的精度和可靠性。结果表明,北斗系统及全球定位系统组合动态基线解算的精度和可靠性较单系统都有显著提高。     

北斗系统短基线解算数据处理方法

北斗卫星导航系统基线解算和高精度定位中的关键问题是整周模糊度解算。针对北斗系统的相对定位问题,该文利用B1、B2载波相位观测值组成宽巷双差观测值,利用搜索算法固定宽巷双差整周模糊度,建立宽巷及B1、B2的双差观测方程,并利用搜索算法固定B1的整周模糊度,进而固定B2的整周模糊度。以武汉大学PANDA软件处理结果作为参考值处理16km以下的四段基线进行算法的试验检验,结果表明,四段基线在E方向、N方向、U方向的精度分别为1.5cm、2.0cm、5.0cm,验证了利用宽巷组合观测值进行北斗系统基线解算是可行的,其精度和GPS系统相当。     

北斗卫星系统静态观测数据精度分析

基于卫星定位解算软件GAMIT/GLOBK 10.61版本,利用中国境内MGEX(the multi-GNSS experiment)项目测站观测的多星座数据(2017年001-200年积日)解算北斗卫星和GPS系统静态观测数据,对比分析北斗和GPS基线解算精度。结果显示,与GPS(32颗)相比,北斗卫星(14颗)的数据质量略差,北斗和GPS的基线重复性在基线长度方向精度分别为5.06 mm+12.11×10~(-9)和1.61 mm+1.63×10~(-9)。     

北斗数据工程控制网应用实验及精度分析

针对目前我国北斗系统已经开始实施全球化建设且地面最大可视卫星数已达到15颗的情况,该文提出利用北斗观测数据进行高精度工程控制测量的设想,并利用香港CORS站观测数据进行算例验证及精度分析,基于北斗系统观测数据控制网基线向量的稳定性和重复性,并将北斗系统计算结果与GPS进行对比分析。结果表明:北斗系统完全可以应用在厘米级定位精度的测绘领域;与GPS相比,北斗系统卫星星座尚未完全建成,一个卫星周期内北斗基线解算可用卫星个数不到GPS一半;数据解算过程中使用的北斗导航卫星精密轨道和钟差精度相对较低,各种精密解算软件使用的误差改正模型不够完善,误差消除不够彻底。     

基于GAMIT对国家GNSS基准站进行的北斗基线解算分析

以国家GNSS站的多系统观测数据为研究对象,旨在以单系统解算为研究视角,通过GAMIT软件对BDS/GPS数据进行单系统解算的方法,力图为利用BDS/GPS做基线解算提供参照。实验结果表明,BDS基线解算的相对精度与GPS相当;单BDS数据解算的基线东西方向精度10～12 mm,较单GPS数据解算的基线东西方向精度低42%,高程方向的单BDS基线中误差25 mm,是单GPS基线高程方向中误差的2倍;而组合双系统解算能有效提升基线U方向的精度,提升1 cm左右。文中认为目前利用BDS进行基线解算的精度尚不与GPS精度相当,在利用北斗系统进行高精度定位中,还有许多问题值得探讨。     

北斗卫星导航系统在地理国情监测中的应用

介绍了北斗卫星导航系统的发展和地理国情监测中的基本情况。通过北斗卫星导航系统单点定位解算验证系统精度。分析了卫星数量、PDOP值、多路径效应、位置精度和速度精度,表明北斗卫星导航系统和GPS系统的定位精度相当。     

北斗中长基线静态测量精度初步评估

北斗卫星导航系统已于2012年12月27日开始正式提供区域服务,可为亚太地区用户提供定位、导航、授时和短报文通讯等服务,在精密定位方面有很大潜力。本文通过使用南方测绘GNSS后处理软件对长度范围为13~94km的6条基线的北斗静态测量数据进行处理,并将其解算结果与GPS相应解算结果和已知坐标进行比较,初步评估北斗静态测量精度。试验结果显示,基于广播星历对北斗中长基线(100km)静态测量(4h)数据进行解算的基线精度可达4cm,因此北斗中长基线静态测量已具有很大的研究价值和应用前景。     

一种基于北斗导航系统的多天线定向测姿方法研究

随着我国北斗导航系统的不断完善，北斗产业新兴发展，多种基于北斗系统的卫星导航技术应用于军民各个方面。本文提出了阻尼LAMBDA算法流程，利用北斗数据实现超短基线的单频单历元解算用于平台的多天线姿态解算，并利用仿真数据和实地测试验证了本文所提出的多天线姿态解算算法。     

基于北斗卫星导航系统的城市轨道交通工程控制网测量

为了增强城市轨道交通工程控制网测量精度,确保城市轨道交通运行的安全性,提出基于北斗卫星导航系统的城市轨道交通工程控制网测量方法。收集城市轨道交通控制网信息和各个控制点的稳定情况,经实地勘察后,在各个交通站点布设符合条件的控制点,形成城市轨道交通工程控制网布设图;检测北斗卫星导航系统的接收机技术指标符合要求后,通过伪距的定位方法获取城市轨道交通工程控制网的观测值;利用基线解算方法解算各个独立的基线,获取多个独立的基线向量,并得出城市轨道交通工程中各条基线之间的相关性;再对北斗卫星导航系统控制网进行约束法平差,准确地链接北斗卫星导航系统控制网和城市轨道交通工程控制网,实现城市轨道交通工程控制网的测量。实验结果表明：该方法测量的城市轨道交通控制网与实际测绘结果几乎一致,符合测量城市轨道交通工程控制网精度的要求;提升了城市轨道交通工程控制网的基线解算质量;增强了定位准确性。     

不同时长北斗基线精度差异分析

北斗导航系统已经可以为亚太地区提供导航服务,其中精度的测试和评估是目前研究的热点。本文以4个连续观测站的观测数据为基础,进行了不同时长静态基线解算,并与精确定位结果进行比较,发现静态解算精度优于3 cm,E、U、V三个方向的向量精度随着基线观测时长的增加而提高。同时进行北斗动态单历元基线解算,与精确定位结果相比,计算发现北斗单历元动态基线解算精度优于0.2 m,并且E、U、V三个方向的向量精度随着基线观测时间的长度增加而提高,有趋于稳定的趋势。比较结果表明,北斗系统具有良好的稳定性,监测时间越长,定位精度越高。     

三大卫星导航系统在亚太低纬地区的定位精度分析

针对我国正在实施的自主发展、独立运行的北斗系统与国外已在运行的著名导航系统(美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统)在亚太低纬地区定位精度差异问题,提出了对这三个系统单点定位结果相互进行比对分析的研究思路。本文利用自主研发的单点定位程序对三系统在泰国春武里地区实测数据进行以下几方面的研究:全天实时可观测卫星数、单系统定位精度、组合系统定位精度以及不同权重对组合系统定位精度影响等。研究结果表明,北斗系统的定位内符合精度稍优于全球定位系统,外符合精度不如全球定位系统,北斗系统与全球定位系统的内外定位精度都明显优于格洛纳斯导航系统;相对于单系统,组合系统在定位稳定性方面有一定提高,但组合定位精度是否改善与单系统的卫星信号数目有关;不同权重的选择对组合定位精度有一定影响。本文的研究结果对促进北斗系统的海外应用具有一定的参考价值。     

BDS不同卫星选择对相对定位精度的影响研究

针对第三代北斗卫星导航系统(BDS-3)全球成功组网完成后,原先第二代北斗卫星导航系统(BDS-2)部分广播星历轨道精度较差的卫星会影响整体相对定位解算精度的问题,提出了在使用BDS-2/BDS-3卫星进行相对定位过程中,需要顾及某些长基线的存在,并且对参与解算的卫星进行慎重选择.该文采用亚太及周边区域内部分多模GNS...     

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。     

双导航定位系统伪距单点定位方法与精度分析

为了研究北斗卫星导航系统与全球定位系统伪距单点定位的差异,详细介绍了北斗系统、全球定位系统单伪距单点定位以及双系统联合伪距单点定位的解算模型,并分别编写了北斗系统、全球定位系统单系统和组合后双系统联合伪距单点定位程序。以辽宁连续运行参考站和广西连续运行参考站的数据为实验数据,计算并分析了双系统与单系统相比较的结果。结果表明:在辽宁站上北斗系统定位精度要次于全球定位系统定位精度,在广西站上北斗系统定位精度和全球定位系统定位精度相当。双系统单点定位精度要优于北斗系统单系统定位精度。     

两种电离层模型对卫星导航定位精度的影响分析

北斗卫星导航系统及全球定位系统等全球卫星导航系统电磁波信号在大气中传播会受到电离层延迟的影响,为满足导航用户需求,我国北斗卫星导航系统和美国全球定位系统均采用Klobuchar 8参数模型进行电离层延迟改正。但是全球定位系统Klobuchar模型和北斗卫星导航系统Klobuchar模型的电离层参数并不相同,分析不同导航系统发布的电离层参数精度对这两种双模导航定位中电离层参数的选择具有重要的研究意义。分别采用北斗卫星导航系统和全球定位系统电离层模型进行伪距单点定位,通过比较最终的定位精度从而对这两种不同模型在全球范围内的改正精度进行评价。研究结果表明:在中国区域内,采用北斗卫星导航系统模型的伪距单点定位精度较全球定位系统模型有较大提高;采用北斗卫星导航系统电离层参数更利于中国区域的全球卫星导航系统的导航定位。     

北斗系统姿态测量中周跳探测与修复方法

针对姿态测量基于短基线精密相对定位,而观测值的周跳直接影响基线解算精度,将导致姿态解算结果数据质量下降的问题,提出了姿态测量应用中的周跳组合探测修复方法。文章在分析姿态解算原理及误差影响程度的基础上,结合经典电离层残差法和多项式拟合法,探讨其在北斗卫星导航系统中周跳探测修复的方法原理、缺陷及对北斗数据探测修复效果,结合实际情况提出了姿态测量应用中的组合探测修复方法。采集真实数据实时解算,定量计算了修复后的基线解算精度和姿态测量效果,验证了所提出的方法可用于实际测量解算,处理后的姿态测量精度满足使用需求,研究结果对北斗姿态解算有参考价值。     

地面测控站分布对北斗卫星精密定轨的影响

北斗卫星精确定轨是北斗卫星导航系统应用与服务的核心技术,而地面测控站的分布是影响其精度的主要原因之一。针对北斗卫星地面跟踪站的现状,该文基于几何法定轨的基本原理,将卫星定轨的观测方程线性化,根据位置精度衰减因子值的构成,分析了测站分布与卫星定轨精度之间的关系。通过3种实验方案,对比不同测站分布和测站数量对北斗卫星定轨精度和计算效率的影响。实验结果表明:仅利用现有iGMAS站和BETS站的观测数据,很难获取高精度的北斗定轨结果;增加国际MGEX的北斗数据后,定轨精度有明显提高,尤其体现在GEO卫星切线方向;利用40个全球均匀分布的北斗站与利用70个站的定轨精度相当,但前者的解算效率较后者可提高近1倍。     

北斗卫星导航系统双差网络RTK方法

针对北斗卫星导航系统常规实时动态差分(RTK)定位中,整周模糊度的快速解算和流动站位置信息的解算精度问题,该文研究了一种北斗卫星导航系统双频双差网络RTK方法,首先解算参考站网B1、B2载波相位整周模糊度,利用固定的参考站网载波相位整周模糊度计算参考站的观测误差,使用区域误差内插法计算流动站的综合误差影响,改正流动站的观测误差并进行流动站的整周模糊度解算,最后使用实测数据进行算法实验。实验结果表明,该文的方法可以利用北斗卫星导航系统双频观测数据实现网络RTK流动站的厘米级定位。     

GAMIT10.71解算GNSS长基线精度分析

GAMIT／GLOBK已于2020年3月9日发布10.71最新版本,主要新增了北斗三号（BDS-3）数据处理和太阳光压模型等方面的内容．本文利用GAMIT10.71软件,结合旧版本(GAMIT10.7_2019／09／14),对全球35个MGEX(Multi-GNSS Experiment)跟踪站2020年第51-60天共10天的全球卫星导航系统（GNSS）数据进行处理,并从标准化均方根误差(NRMS)、基线重复率、基线长度标准差、基线解算精度及点位精度等四个方面对GPS和北斗卫星导航系统（BDS）解算结果进行对比分析．实验结果表明:各解算方案NRMS值都能达到0.22以内的精度;GPS基线重复率略优于BDS,新旧版本对长基线的相对基线重复率和绝对基线重复率精度都分别能达到1×10-9和1×10-2;新版基线长度解算精度与多日解平差结果略优于旧版,多日解平差结果GPS精度略优于BDS;总体来说,新版GAMIT软件表现效果较好,但针对单BDS系统解算精度而言,还有许多问题值得探讨．      

四川北斗CORS试验网基线解算精度分析

连续运行参考站(CORS)是我国坐标框架维护和坐标基准服务的关键设施。本文研究了北斗系统(BDS)连续运行参考站的高精度基线解算及平差方法,并开发相应处理软件。针对四川省7个北斗连续运行参考站4天(2013/9/22—2013/9/25)的基线数据进行平差实验,结果表明四川省地区BDS基线解算精度较GPS基线解算精度差,BDS/GPS基线精度与GPS基线解算精度相当,随着基线长度的增加,BDS基线解算精度降低,相对精度可以达到10-6。