GPS/BDS/GLONASS双频RTK定位算法研究

针对GLONASS采用频分多址技术导致双差观测方程中双差模糊度失去整周特性的问题，提出了一种基于站间单差模糊度分别求解的方法，并结合附加模糊度参数的卡尔曼滤波模型，实现了GPS/BDS/GLONASS组合RTK定位。通过自编RTK程序对GPS、BDS与GLONASS双频实测短基线数据进行测试，并对比分析其他RTK模式下的稳定性与定位精度。结果表明，GLONASS单频和双频定位的模糊度固定率分别为99.8%、99.7%，其定位精度与BDS、GPS相差不大。在单频或双频RTK定位中，双系统、三系统组合定位的稳定性和定位精度明显高于单系统，其中三系统组合定位的稳定性最好，精度最高。随着频率增加，初始化时间明显减少，为实现单历元获得固定解提供了可能性。     

基于双频观测值的星载GPS低轨卫星定轨中模糊度求解方案研究

详细探讨基于星载GPS双频观测值的相对定轨中模糊度解算方案、数学模型等问题,并用CHAMP低轨卫星的实测数据对模糊度解算方案进行验证.结果表明,采用Bootstrapping方法先全部或部分解算Melboune-Wubbena(MW)组合的宽巷模糊度,进而求解窄巷模糊度的方法,可以有效提高定轨精度.     

网络RTK模式下多频载波相位观测值解算整周模糊度

在GPS现代化下,研究多频卫星导航定位的关键技术,利用现有的双频观测值去模拟L5载波相位观测值,然后根据网络RTK基准站连续观测的特点,利用基准站坐标精确已知的条件,研究多频模式下基准站间的整周模糊度求解。通过分析,在不同基线长度下,多频模式下的基准站间模糊度求解比双频模式下更加可靠,求解整周模糊度更加便捷。     

基于北斗三频约束的中长基线解算研究

利用北斗三频模糊度易固定的特点,提出一种具有北斗三频约束的BDS/GPS基础模糊度快速解算方法。针对中长基线,利用多历元平滑无电离层组合模糊度,从无电离层组合模糊度中分离出北斗基础模糊度;然后将北斗基础模糊度带入基线解算模型中,约束求解出GPS基础模糊度,最后将GPS与BDS基础模糊度回带观测方程,可实现基线的快速解算。经北斗实测数据验证表明,文中方法可快速固定GPS基础模糊度,较传统卡尔曼滤波求解模糊度方法,大大减少正确固定模糊度所需的原始观测历元数,实现基线的快速解算。     

GPS变形监测信息获取方法的研究与软件研制

为从根本上解决周跳问题，1993年Cobett等提出了一种单历元解算模糊度的方法，其后有的学者在此基础上，研制了一种基于双频单历元观测的GPS变形监测数据处理软件，将这种方法应用于GPS变形监测。这种方法虽然避免了周跳问题。但模糊度的正确求解仍然是关键问题。基于此，本文建立了一种GPS变形信息单历元解算方法。本文的研究工作主要包括以下几个方面。     

中长基线GPS网络 RTK模糊度快速解算的一种新方法

提出采用选权拟合的正则化方法。利用参考站坐标准确已知的条件作为约束，设计出正则化矩阵，使法矩阵的病态性得到了较大的改善，只用几个历元的数据求解，能较准确得到模糊度的浮点解。在此基础上，结合LAMBDA方法可以快速地确定整周模糊度。以4条中长基线的实测数据为例，本文方法用5个历元的单频L1数据就能求解出整周模糊度。与现有方法相比，新方法可采用单频GPS数据实现中长基线GPS网络RTK的整数模糊度快速解算，而且可靠性好，有良好的应用前景。     

组合码和相位观测值在线解双差模糊度的算法

如何在线精确地求解整周模糊度,是GPS高精度动态相对定位的关键问题.在线解算取决于很多因素:基线长度、数据处理方法、接收机的性能(如双频还是单频)以及抗AS和SA的能力等.现代双频GPS接收机能获得载波相位和L1、L2频道上的精密伪距观测值,组合这4个观测值可进行单历元整周模糊度解算.文中对组合码和相位观测值在线解整周模糊度的算法进行了试验和分析,得出了很有实用意义的结论.     

一种适用于动态变形测量的双频模糊度实时解算方法

设计了一种短基线情况下双差模糊度的实时解算方法,利用双频载波相位的两个长波组合φ-3,4和φ4,-5,通过坐标初始值约束和双频信号之间的相关关系,可快速求解模糊度,采用抗差自适应滤波来提高模糊度求解的可靠性及定位精度。该方法对监测点初始点位误差的要求可放宽至50cm,适合于变形幅度较大的动态监测系统。     

网络RTK基准站间基线单历元模糊度搜索方法

提出一种网络RTK的基准站（一般相距几十公里或上百公里）单历元双差模糊度搜索方法，并详细地给出该方法的数学模型、方法步骤与数据检验结果。该方法的主要思想为：使用双频GPS载波相位数据，不需解算双差观测方程组，直接利用测站坐标已知、模糊度为整数和双频模糊度之间存在线性关系这3个条件，对基准站的双差整周模糊度进行搜索。特点为快速、简单、实用、不受周跳影响，只需1个历元便可确定双差整周模糊度。     

病态模型参数估计在整周模糊度解算中的应用

介绍了病态模型参数估计方法,并将其应用于GPS快速动态定位整周模糊度的解算,实现了模糊度初值的快速准确求解。     

基于北斗三频的BDS/GPS宽巷模糊度逐级单历元固定方法

利用北斗三频超宽巷模糊度波长较长易于固定的优势,提出一种基于北斗三频的BDS/GPS宽巷模糊度逐级单历元固定方法。首先利用载波和伪距组合固定BDS(0,-1,1)和(1,4,-5)两个超宽巷模糊度,根据固定后的超宽巷模糊度变换得到BDS宽巷模糊度(1,-1,0),然后将BDS宽巷模糊度作为约束条件与GPS宽巷观测方程联立得到GPS宽巷模糊度浮点解和其方差协方差阵,最后采用LAMBDA算法实现GPS宽巷模糊度的固定。实验结果表明,BDS超宽巷组合可实现100%固定,采用BDS约束GPS宽巷模糊度固定时ratio值均大于2,大于5的占97.8%以上,因此文中提出的方法可实现BDS/GPS双系统宽巷模糊度单历元固定,有效提升GNSS模糊度解算的时效性。     

一种用于GPS整周模糊度OTF求解的整数白化滤波改进算法

提出一种用于整周模糊度OTF求解的整数白化滤波改进算法。该算法首先对整周模糊度的协方差矩阵进行整数白化滤波处理 ,以降低整周模糊度间的相关性 ,然后构造搜索空间来判定是否需要进行搜索。如果需要 ,则通过搜索来确定变换后的整周模糊度 ;如果不需要 ,则通过直接取整来确定整周模糊度 ,进而得到原始的整周模糊度和基线分量的固定解。初步试验结果显示 ,采用改进方法解算整周模糊度可以提高成功率和解算效率     

Galileo/GPS组合观测值模糊度解算方法研究

Galileo和GPS的多个频率可形成有良好特性的组合观测值,利用这些组合观测值可以直接解算载波相位模糊度。本文选用不同波长的Galileo/GPS多频组合观测值,按不同组合方式分步固定整周模糊度,并计算出每步模糊度解算的成功率。本文研究表明,选用合理的观测值组合方式,Galileo/GPS组合观测值模糊度解算方法能以较高的成功率固定组合观测值模糊度及基本载波模糊度。     

基于GPS基准网的GPS快速静态定位及动态定位方法

介绍基于GPS基准网进行GSP快速静态定位和动态定位的原理和方法。通过计算基准网改正数及其空间分布，利用内插方法求出用户站的模型误差改正数，不仅可以提高GPS整周模糊度的可靠性，而且能够大大改善GPS测量的精度。利用香港GPS基准网2001年3月的实测数据进行了解算，发现地区在该时间段内受强电离层活动的影响，采用常规GPS测量方法很难确定整周模糊度。利用传统的快速静态定位方法对香港GPS基准网其中一条边（9.2km）24h的观测数据按每15min计算，模糊度确定的准确率仅为45％。采用基准网内插改正数后，仅利用L1的观测数据模糊度确定的准确率提高到100％。点位精度平面位置由2cm提高到5mm，高程精度由4cm提高到3cm。     

基于搜索空间构造模糊度搜索方法的可靠性

整周模糊度的正确求解关系到GPS精密定位结果的正确性，搜索法解算整周模糊度的原则是获得目标函数的整数解作为模糊度参数的解，文中分析了各种不同搜索方法构造搜索空间的特性，比较了不同搜索方法对模糊度解算可靠性的影响，即通过搜索，不同的方法能否获得满足目标函数的一组整数解。     

一种整周模糊度快速求解的改进LAMBDA方法

本文提出了一种改进LAMBDA方法:在确定Z变换后的模糊度时,改变以往对所有历元的模糊度全部进行搜索的做法,而是通过设置合理的条件,将搜索与直接归整有效地结合起来,从而减少了模糊度的解算时间,提高了解的效率。文章最后利用实测GPS数据验证了改进效果。     

Combined GPS/GLONASS data processing

To obtain the GLONASS satellite position at an epoch other than reference time,the satellite‘s equation of motion has to be integrated with broadcasting ephemerides.The iterative detecting and repairing method of cycle slips based on triple difference residuals for combined GPS/GLONASS positioning and the iterative ambiguity resolution approach suitable for combined post processing positioning are discussed systematically.Experiments show that millimter accuracy can be achieved in short baselines with a few hours‘ dual frequency or even single frequency GPS/GLONASS carrier phase observation,and the precision of dual frequency observations is distinctly higher than that of single frequency observations.     

综合变形特征及双频约束的模糊度单历元搜索算法

利用变形监测中变形量在一定范围内、主要变形方向已知等变形特征,结合双频之间模糊度约束关系,提出了一种适用于动态变形监测的双频单历元GPS整周模糊度搜索的算法。新算法还采用DOP值与信噪比相结合,进行卫星分组,进一步缩小了模糊度搜索空间,从而大大地提高了模糊度搜索的成功率和速度。通过振动监测实验表明:对变形量在1m范围内的变形监测,该算法的效果显著,成功率高达99%以上。     

Combined GPS/GLONASS data processing

To obtain the GLONASS satellite position at an epoch other than reference time, the satellite's equation of motion has to be integrated with broadcasting ephemerides. The iterative detecting and repairing method of cycle slips based on triple difference residuals for combined GPS/GLONASS positioning and the iterative ambiguity resolution approach suitable for combined post processing positioning are discussed systematically. Experiments show that millimeter accuracy can be achieved in short baselines with a few hours' dual frequency or even single frequency GPS/GLONASS carrier phase observations, and the precision of dual frequency observations is distinctly higher than that of single frequency observations.     

附有约束条件的GPS模糊度快速解算

采用GPS相位观测值进行快速定位时,由于坐标与模糊度参数间的强共线性,造成浮点模糊度最小二乘解的精度很差,整周模糊度难以正确固定。在GPS的实际应用中,可以利用坐标参数与模糊度参数的约束条件,改善浮点模糊度的解算精度,减小整数模糊度的搜索空间。首先给出了这两类约束的通用模型,然后给出了不同情况下约束条件的具体形式,并导出了相应的GPS模糊度快速解算公式。用实例验证了算法的有效性。结果表明,采用约束条件,可排除大量错误的模糊度备选组合,从而提高模糊度的解算效率和成功率。因此,在GPS定位时,应尽可能利用各种约束条件。