高遮挡环境下卫星数不足四颗的GPS定位研究

讨论了GPS接收机观测卫星数不足4颗条件下的GPS导航定位问题，提出拟合外推接收机钟差，联合大地高，地图匹配的方法，推导了相应的数学模型，并编程实现其算法，对实际车载动态GPS数据进行解算。解算结果表明：利用上述方法可以解决观测卫星数不足4颗条件下的GPS导航定位问题。     

区域卫星导航系统硬件延迟解算

从区域卫星导航系统的实际情况出发,针对我国星座和地面站分布的特点,提出了区别于GPS的硬件延迟解算策略。首次利用实测数据分析论证了该解算策略,根据解算结果对卫星的TGD参数出厂标定值和接收机IFB参数进行修正。修正之前电离层14参模型解算内符合精度只有50%,修正之后达到70%。     

GPS纯几何法在低轨卫星定轨中的应用

在近地低轨卫星上安装GPS接收机,并同时能捕获到四颗GPS卫星的话,我们就可以直接利用GPS观测值来组成观测方程,解算被求卫星的轨道位置。但由于GPS卫星是为地面上的用户设计的,其主要是满足地面用户的导航定位要求,再加上近地卫星的高动态性、高速度性,有时还不能同时捕获到四颗GPS卫星,这都给近地卫星的定轨带来了不确定的因素。本文主要对这一想法进行了试验,并分析了定轨的精度。     

北斗卫星导航系统高精度相对定位性能分析

通过实际采集的北斗卫星导航系统广播星历数据,计算北斗卫星导航系统卫星的位置,分析我国北斗卫星导航系统星座在不同纬度条件下的可视情况。采用两台BDS/GPS接收机同时接收北斗卫星导航系统与全球定位系统数据,单独利用北斗卫星导航系统与全球定位系统系统进行静态基线解算,结果表明,目前我国北斗卫星导航系统的定位精度和全球定位系统相当。利用单历元算法对基线进行"实时"解算,在X轴和Y轴方向北斗卫星导航系统精度稍差,在Z轴方向二者精度相当。     

导航卫星的单星定轨

本文对导航卫星的单星定轨进行了初步探讨，针对单星定轨时卫星钟钟差和接收机钟钟差难以处理的特点，提出了定轨的同时解算测站距离偏差和采用平均距离变化率进行定轨两种方案，采用GPS的实测数据试验计算表明，两种计算方案均能初步完成单星定轨任务。     

利用星载GPS观测数据确定海洋2A卫星cm级精密轨道

系统研究了基于国产星载双频GPS接收机的海洋2A(HY2A)卫星精密定轨问题,并对星载双频GPS接收机天线相位中心进行了校正.结果显示,HY2A卫星径向定轨精度可达1～2 cm,天线相位中心标定精度为mm级.相关成果可应用于我国后续所有搭载双频GPS接收机的对地观测卫星计划.     

基于BDS/GPS观测的北斗硬件延迟解算

研究了联合BDS/GPS观测数据基于球冠谐函数的中国区域电离层建模,并精确估计了北斗卫星和接收机DCB。联合解算得到的GPS卫星DCB相对CODE精度优于0.2 ns,GPS接收机DCB相对CODE精度优于1 ns;联合解算得到的中国区域上空VTEC相对CODE事后产品的精度可达2~3 TECU。     

基于GT的钟差预测模型辅助GPS定位算法研究

为了解决在强干扰环境下由于GPS卫星信号被遮挡而无法定位的问题,从灰色理论(GT)的角度探讨了接收机的钟差序列,提出一种利用灰色理论的钟差预测模型辅助GPS定位的方法。对预测模型的基本思想和具体实现步骤作了详细的介绍,并且将钟差预测值引入到GPS接收机中,实现信号遮挡情况下GPS接收机的定位解算。通过对实测数据的验证分析表明,该钟差预测模型对钟差序列有很好的预测效果,能够在仅有3颗可观测卫星的情况下实现接收机的定位解算。     

遥感卫星的轨道外推方法

通过星载GPS接收机直接确定卫星星历是低轨卫星定位的一个重要手段。由于低轨卫星的高机动性和GPS接收机较低的运算速度，导致有时下传星历数据的间隔非常大，要荻取连续的卫星轨道数据需要进一步处理。在分析遥感卫星轨道特点的基础上，提出一种新的简化轨道摄动力模型，利用模型实现了轨道外推，并利用最小方差序列匹配对低轨卫星外推数据进行修正。通过仿真验证，该算法在一定时间范围内可以达到较高的精度。     

多模全球导航卫星系统融合精密定轨

基于武汉大学自主研制的卫星导航系统综合处理软件(PANDA),利用全球实测的GPS/GLONASS、GPS/Gali-leo试验卫星(GIOVE)多模接收机数据进行GPS、GLONASS、GIOVE卫星的融合精密定轨理论与方法研究。通过与IGS提供的GPS与GLONASS卫星精密轨道比较、轨道重叠弧段互差以及SLR观测数据检核等多种方法对融合计算的精密轨道精度进行了评定。     

GPS导航技术在伊拉克战争中的应用

论述了GPS导航定位技术在伊拉克战争中的作用，着重分析了GPS在精确制导武器中的应用形式和效果，并预测了美国在GPS应用方面未来将要进行的努力。     

高精度GPS测量成果质量检验软件研发

针对目前大量GPS成果质检工作中采用传统人工手段进行检测效率低的缺点,从GPS原始观测数据质量、基线解算精度评价、网平差成果检验三个方面开展了高精度GPS测量成果质检工作研究,并结合研究内容开发了高精度GPS测量成果质量检验软件一HGQCS1．0。该软件大大地提高了GPS测量成果质量检验的工作效率。     

四渡河特大桥GPS控制网的布设及成果分析

介绍四渡河特大桥GPS控制网,采用一种新颖的平差计算方式,解决了与周边控制网的接边精度问题,解决了大山区大高差对GPS施工控制网的精度影响。实际验证了国产单频静态GPS接受机,也能进行高精度的施工控制测量。     

风云三号D卫星GPS信号功率调整及干扰分析

全球定位系统(global positioning system,GPS)卫星的IIR和IIF卫星能够在各个信号分量之间重新分配其发送信号的功率,一个或多个GPS信号可以在指定区域根据需要进行功率调整或者关闭。分析GPS信号的变化特征对于地面和空间应用有重要的意义。风云三号D(FengYun-3D,FY-3D)卫星是中国极轨气象卫星之一,利用FY-3D卫星实际测量数据可以帮助GPS用户全面了解GPS功率调整的特点。首先,利用FY-3D运行轨道全球覆盖的特点分析GPS信号的强度,特别是GPS信号功率调整时间段信号变化的特点;然后,使用在轨数据研究了全球范围L波段信号干扰的特征,得到了干扰对全球导航卫星系统掩星探测仪掩星天线的自动增益控制和基底噪声的影响。结果表明：从2020-02-14开始的GPS功率调整以[35°N,37°E]和[35°N,69°E]为中心,覆盖半径约为7 500 km,在该区域内GPS P(Y)码功率增加约10 dB;GPS L1和L2频段在中东地区持续受干扰的影响,该区域的基底噪声比其他区域增加约3～10倍;干扰区域中心点和GPS功率调整区域中心点大致在同一位置。G...     

铁路隧道GPS网布设的精度分析

探讨了隧道ＧＰＳ网在设计阶段估算横向贯通误差的基本理论，对按该理论编制的软件进行了计算正确性的验证。结合铁路测量规则对不同长度的隧道ＧＰＳ网横向贯通误差进行了计算分析，提出了分设隧道ＧＰＳ网的一些基本原则和隧道ＧＰＳ网横向贯通误差的近似估算方法     

Estimation and evaluation of real-time precipitable water vapor from GLONASS and GPS

The revitalized Russian GLONASS system provides new potential for real-time retrieval of zenith tropospheric delays (ZTD) and precipitable water vapor (PWV) in order to support time-critical meteorological applications such as nowcasting or severe weather event monitoring. In this study, we develop a method of real-time ZTD/PWV retrieval based on GLONASS and/or GPS observations. The performance of ZTD and PWV derived from GLONASS data using real-time precise point positioning (PPP) technique is carefully investigated and evaluated. The potential of combining GLONASS and GPS data for ZTD/PWV retrieving is assessed as well. The GLONASS and GPS observations of about half a year for 80 globally distributed stations from the IGS (International GNSS Service) network are processed. The results show that the real-time GLONASS ZTD series agree quite well with the GPS ZTD series in general: the RMS of ZTD differences is about 8 mm (about 1.2 mm in PWV). Furthermore, for an inter-technique validation, the real-time ZTD estimated from GLONASS-only, GPS-only, and the GPS/GLONASS combined solutions are compared with those derived from very long baseline interferometry (VLBI) at colocated GNSS/VLBI stations. The comparison shows that GLONASS can contribute to real-time meteorological applications, with almost the same accuracy as GPS. More accurate and reliable water vapor values, about 1.5–2.3 mm in PWV, can be achieved when GLONASS observations are combined with the GPS ones in the real-time PPP data processing. The comparison with radiosonde data further confirms the performance of GLONASS-derived real-time PWV and the benefit of adding GLONASS to stand-alone GPS processing.     

控制点数量与分布对GPS水准二次曲面拟合精度的影响

GPS水准拟合中,二次曲面拟合法使用率较高,但控制点的数量与分布情况是制约二次曲面拟合精度的主要因素。作者采用"组合法"分析了控制点的选取过程和控制点的最优分布问题,最后通过实例对控制点的数量和分布进行优化分析,认为在丘陵地区200 km2内均匀分布10个左右GPS水准点,便可达到较高精度。     

GPS水准高程在大比例地形测量中的精度分析

在地形测量中,若要利用GPS获得的高程信息,通常要求将其大地高转入到我国常用的正常高系统。基于此,本文简要介绍了高程拟合原理及常用的两种拟合方法,结合实例说明在大比例尺地形图测绘中,GPS水准高程拟合的可行性,并通过两种高程拟合方法的比较,作出相应的精度评价,得出有益的结论和建议。     

Improved relativistic transformations in GPS

For GPS satellite clocks, a nominal (hardware) frequency offset and a conventional periodic relativistic correction derived as a dot product of the satellite position and velocity vectors, are used to compensate the relativistic effects. The conventional hardware clock rate offset of 38,575.008 ns/day corresponds to a nominal orbit semi-major axis of about 26,561,400 m. For some of the GPS satellites, the departures from the nominal semi-major axis can cause an apparent clock rate up to 10 ns/day. GPS orbit perturbations, together with the earth gravity field oblateness, which is largely responsible for the orbit perturbations, cause the standard GPS relativistic transformations to depart from the rigorous relativity transformation by up to 0.2 ns/day. In addition, the conventional periodic relativistic correction exhibits periodic errors with amplitudes of about 0.1 and 0.2 ns, with periods of about 6 h and 14 days, respectively. Using an analytical integration of the gravity oblateness term (J₂), a simple analytical approximation was derived for the apparent clock rate and the 6-h periodic errors of the standard GPS gravity correction. For daily linear representations of GPS satellite clocks, the improved relativistic formula was found to agree with the precise numerical integration of the GPS relativistic effects within about 0.015 ns. For most of the Block IIR satellites, the 6-h periodical errors of the GPS conventional relativistic correction are already detectable in the recent IGS final clock combinations.     

Adaptive wavelet transform based on cross-validation method and its application to GPS multipath mitigation

Global positioning system (GPS) multipath disturbance is a bottleneck problem that limits the accuracy of precise GPS positioning applications. A method based on the technique of cross-validation for automatically identifying wavelet signal layers is developed and used for separating noise from signals in data series, and applied to mitigate GPS multipath effects. Experiments with both simulated data series and real GPS observations show that the method is a powerful signal decomposer, which can successfully separate noise from signals as long as the noise level is lower than about half of the magnitude of the signals. A multipath correction model is derived based on the proposed method and the sidereal day-to-day repeating property of GPS multipath signals to remove multipath effects on GPS observations and to improve the quality of the GPS measurements.