抗差高斯-雅克比组合平差法

基于粗差出现的频率信息,建立了观测污染分布模型和粗差数目二项分布模型,讨论了超定方程组基础解粗差分群的性质。通过对基础解解集进行聚类分析,提取基础解解集的零粗差分群,并提出了抗差高斯雅克比组合平差法。以GPS伪距单点定位为例,利用观测方程基础解的零粗差分群进行了抗差高斯雅可比组合平差。算例表明,即使杠杆观测为粗差观测,抗差高斯雅可比组合平差法仍具有高效性和稳健性。     

GPS／GLoNASS组合定位的抗差Helmert方差分量估计模型

GPS和GLONASS存在系统差异,组合定位时,采用Helmert方差分量估计可得到更加准确的结果。但GNSS观测值常受到衍射信号和多路径效应的影响,使观测值存有粗差,从而导致Helmert方差分量估计的失真。为此,将抗差Helmert方差分量估计应用于GPS／GLONASS组合单点定位,实验结果表明：抗差Helmert方差分量估计可以有效地抑制组合系统粗差观测值的影响。     

GPS精密单点定位的数据处理方法综述

在GPS精密单点定位数据处理中,通常采用基于非差观测值的处理方法。然而精密单点定位也可通过观测值不同差分组合以减少某些未知参数,且在理论上与非差模型等价。文中介绍基于非差和差分模型的精密单点定位的几种数据处理方法,并对各种模型进行比较。     

BDS/GPS网络差分定位试验分析

针对在传统网络差分定位中,单GPS系统在观测条件不好情况下会出现可用卫星数量偏少甚至不够、观测值存在粗差而影响定位等问题,该文提出BDS/GPS双系统组合网络伪距差分定位的数学模型,并加入基于最小二乘残差法探测粗差观测数据的质量控制算法。基于省CORS网实时BDS/GPS双系统数据,以国产的手持机终端作为流动端,利用BDS/GPS伪距差分平台进行了车载动态试验,根据试验对比和分析,动态定位平面精度优于1m,在加入质量控制算法模式下,定位精度和可靠性都有一定提高。     

城市环境GPS/UWB组合系统定位精度研究

GPS可见卫星数量不足使得观测方程抗差性下降,在城市环境下一般难以精确定位。文章通过GPS/UWB组合定位抑制GPS观测粗差对定位精度的影响,提升组合系统的定位性能。实验证明,组合系统较GPS单系统在观测值数量、RDOP值、浮点解精度、双差模糊度浮点解精度和固定解精度方面均得到大幅改善。文章认为,借助UWB优秀的测距性能有效地提高了GPS的生存能力,特别是在城市峡谷等GPS信号遮挡严重的环境下应加设一定数量的UWB基准站,保证用户定位的连续性与准确性。     

广域差分GPS用户站的完备性监测

研究了广域差分 GPS系统用户站粗差的检验和分离 ,应用广域差分 GPS’99南海实验 ,比较了广域差分 GPS用户站单点差分定位中最小二乘法定位与卡尔曼滤波定位的方法 ,以及用户站在加入 RAIM算法前后的精度等。     

抗差估计在RTK／INS紧组合中的应用研究

针对动态环境下GNSS／INS导航定位结果常受粗差影响的问题,提出了一种基于抗差卡尔曼滤波的GPS／BDS双系统RTK／INS紧组合导航定位算法,根据方差膨胀模型,建立抗差卡尔曼算法,得到GNSS／INS紧组合抗差解,并通过两个不同区域的实测车载实验进行了算法验证. 实验结果表明:本方法相较于传统方法，在N、E、D三个方向的导航精度分别提高1.4～4.6 cm,0.7～9 cm,1.5～2 cm,模糊度固定成功率提高10.3％～25.6％,导航精度及可靠性得到显著提高,对动态环境下车载或自动驾驶等应用具有一定的理论参考和实用价值.      

广域差分GPS用户站的完备性监测

研究了广域差分GPS系统用户站粗差的检验和分离，应用广域差分GPS‘99南海实验，比较了广域差分GPS用户站单点差分定位中最小二乘法定位与卡尔曼滤波定位的方法，以及用户站在加入RAIM算法前后的精度等。     

北斗CORS实时动态差分定位精度实验分析

目前,兼容北斗导航卫星系统(BDS)的中山市连续卫星定位服务系统(ZSCORS)已经建成,分析ZSCORS环境下的BDS、GPS、BDS/GPS的实时动态差分定位精度很有必要。本文选择12个C级GPS控制点进行精度测试,分别采集BDS、GPS及BDS/GPS组合信号观测值,并进行统计分析,在ZSCORS实时动态差分定位环境下,BDS精度与GPS相当,BDS/GPS组合精度和效率明显高于BDS、GPS。     

不同截止高度角GPS/BDS组合伪距差分定位性能分析

针对在不同截止卫星高度角时,GPS,BDS,GPS/BDS系统间伪距差分定位精度的差异,文中对多系统融合伪距差分定位的数学模型方法进行研究。以香港CORS站6.9km和34.0km的两条基线为例,在截止卫星高度角10°、20°、30°、40°的情况下,进行GPS,BDS,GPS/BDS伪距差分基线解算。结果表明,与34.0km基线相比,6.9km基线伪距差分定位具有更高的精度,在不同截止高度角下,GPS/BDS组合系统在E,N,U方向的定位精度都优于单GPS,BDS系统,且定位结果更加稳定,特别在截止高度角为40°的极端条件下,GPS/BDS组合伪距差分定位精度仍能达到m级左右。     

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.      

面向北斗单历元分米级定位的ARAIM保护水平计算方法CSCD

精密定位的质量控制和完好性评估是实时全球卫星导航系统(GNSS)导航应用不可或缺的环节,尤其是在GNSS易受损害的城市峡谷等场景下,这种需求更加迫切.广域精密单点定位(PPP)瞬时分米级定位,利用GNSS三频信号形成的两个宽巷观测值可以实现单点单历元分米级定位.然而,在城市复杂环境中,反射信号、严重多路径以及其他信号干扰对定位造成的影响无法准确评估与识别,限制了PPP瞬时分米级单点定位的应用.完好性概念中的高级接收机自主完好性监测(ARAIM)可以计算用户定位误差最小置信区间的上限保护水平(PL)以评估定位有效性,可经过一定改进用于PPP瞬时定位的质量控制.针对当前ARAIM中计算PL的误差模型难以适应高精度定位需求的问题,提出了一种改进的ARAIM PL算法,称其为BARAIM(Back Advanced Receiver Autonomous Integrity Monitoring).使用PPP三频组合观测值残差对ARAIM权与误差模型进行修正以计算PL.基于不同复杂程度的环境下采集的车载数据对算法进行了验证,对PL的改进情况以及导航的可用性提升情况进行评估.结果表明:在不同环境下,基于改进的B-ARAIM算法得到的PL,相比传统方法得到的PL更符合城市定位的需要,将PL降低了30%~70%.此方法有助于将ARAIM算法应用在高精度GNSS定位领域.     

PPP-B2b服务的实时精密单点定位精度分析

基于北斗官方发布的承载精密单点定位(PPP)服务的PPP-B2b信号与南方测绘最新研发高精度定位终端,本文采用全国6个城市连续一周的观测数据和实时定位结果,分析了基于PPP-B2b服务的PPP精度。其中重点分析了实时静态PPP与实时动态PPP定位的精度。试验结果如下:基于PPP-B2b服务的静态PPP定位精度水平方向优于7 cm,高程方向优于10 cm;基于PPP-B2b服务的动态PPP定位精度水平方向优于10 cm,高程方向优于15 cm。试验结果表明,基于该服务的实时PPP能达到静态厘米级、动态分米级的定位精度。     

基于BP神经网络的厘米级超宽带测距误差改正模型设计与实验

在室内复杂环境下,超宽带(UWB)测距误差难以通过常规方法进行有效补偿,严重制约了其定位精度. 在分析室内环境下UWB测距误差分布特点的基础上,设计了两种不同结构的BP神经网络误差改正模型. 模型BP1输入单个标签与4个基站的测距值,输出对应的4个测距误差;模型BP2输入一对标签、基站的三维坐标,输出对应的一个测距误差. 以高精度全站仪测量结果作为参考值,对网络进行训练,并对模型改正前后的测距和定位精度进行了对比分析. 结果表明:两种模型均能有效改正测距误差,提升定位精度.其中BP1测距和定位精度分别提高83.0%、75.9%,BP2测距和定位精度平均提高91.7%、93.8%. BP2相比于BP1能够更加有效地提高测距和定位精度,使定位精度由dm级提升至cm级.      

Locata定位系统的时间同步机制

Locata系统是一种新型的高精度地基定位系统,它既可以与现有的全球导航卫星系统(GNSS)无缝对接,也可以在卫星信号失效时独立提供定位服务。Locata系统的定位精度可以达到厘米级,其关键技术是高精度(纳秒级)的时间同步技术。文中通过分析Locata系统的定位原理,对Locata系统独特的时间同步技术进行了研究,详细描述了其时间同步机制和技术实现方案,并给出了时间同步的具体流程和步骤。该研究可为我国研制地基伪卫星定位系统提供参考。      

CORS系统的差分定位终端设计与实现

当前广泛使用的实时GNSS定位应用可分为两种：一种是低成本定位应用，其采用廉价的芯片和天线，广泛应用于手机、共享单车和公交车定位等方面；另一种是高精度GNSS定位应用，采用网络RTK技术并结合测量型天线和接收机，为高精度测量用户提供实时厘米级测量服务。随着物联网、5G等技术的发展，实时分米到亚米级的定位需求逐渐增多。原有的低成本GNSS定位技术无法达到这一精度要求，高精度定位的设备成本高昂，无法用于大众导航领域。因此，本文实现了一种基于CORS系统的低成本差分定位终端。该终端包括两个部分：外接设备和手机。试验表明，在接入CORS系统后，该设备水平方向的定位精度可以达到亚米级，对推进CORS系统的大范围应用具有一定的意义。     

质心法在航空影像框标定位中的应用

航片框标定位的精度直接影响摄影测量测图的质量,传统的基于影像匹配的框标定位算法精度只能达到像素级。文中提出一种模板匹配与质心法相结合的航片框标定位方法,先利用模板匹配进行概略定位,再利用质心法进行框标点的精确定位,将精度提高到亚像素级。实验证明该方法可以有效地提高精度。     

手持GPS定位精度与误差的研究

分别探讨在绝对定位和相对定位两种模式下手持式GPS定位的稳定性,得出合理的观测时间长。通过不同时长的观测数据的对比分析给出：实时定位与长时间定位观测值之差在1m之内。手持GPS绝对定位的准确度即测量的结果与其真实位置符合程度非常高,能够控制在亚米级的范围之内。在卫星个数较多的情况下,实时定位的精度也能控制在亚米级的范围之内。利用单点定位系统误差改正模型,消除或减弱某些误差后能得到更高的精度,使得单点定位精度达到半米之内甚至更高。     

GPS-RTK/UWB紧组合精密动态定位性能分析

为克服GPS-RTK定位在复杂环境下由于信号遮挡,可视卫星数量不足等原因无法获取厘米级高精度定位结果的不足,研究将超宽带(UWB)短距离高精度定位系统与实时动态(RTK)进行紧组合来提高复杂环境下动态定位的精度. 依据UWB定位原理,给出了GPS-RTK/UWB紧组合数学模型,详细介绍了数据处理流程. 滑轨动态实验结果表明,观测环境良好时,GPS-RTK/UWB紧组合与GPS相比能进一步提升固定率和动态定位精度;在截止高度角为40°的情况下,模糊度固定率从20.93%显著提升到93.96%,N、E方向定位精度提升至厘米级,U方向定位精度提升至分米级,仍能满足一定的工程需要.      

GPS单站定位的误差改正模型研究

GPS单站定位的作业方式、外业组织观测和数据处理等比较简单,同时,由于采用观测值不同、观测时间长短不同、定位模式和数据处理方式不同,其精度可以从毫米级到米级不等,实际应用中以伪距单点定位和精密单点定位为主。GPS单站定位不能通过求差方式来消除或消弱各项误差,为提高其定位精度,必须研究各项误差的改正模型,以便对其进行精细改正。本文用2010年10月31日CHAN站24小时的观测数据,确定各项误差在一天中的影响大小和变化规律,研究结果对精密单点定位的误差研究和GPS定位误差的教学工作等都有参考意义。