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用于海洋动态定位的研究

海洋定位是海洋测量的重要组成部份,应用GPS进行海上动态定位是当前研究的热点。本文探讨了伪距定位、差分定位以及伪距与相位相结合定位的数学模型,并给出了部分试验结果。     

GPS相位平滑伪距差分定位中若干问题的探讨

伪距差分定位方法是利用基准站的伪距差对流动站的观测伪距进行改正,得到流动站改正后的伪距观测值后再解算流动站坐标。而利用载波相位历元间的差值对伪距进行平滑,可以减少测量噪声从而提高定位精度,但这都需要在一定的条件下才能得到保证。比如粗差的探测与周跳修复（算法中要利用载波相位观测量）等问题,介绍了自行编制的软件对相关问题的处理方法,并通过试验验证了方法的有效性。     

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.     

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。     

一种多参考站的GPS伪距差分定位方法

受到流动站与参考站间距离的影响,随着基线长度的增加,测站间误差相关性降低,伪距差分RTD定位精度逐渐下降。基于网络RTK的思想,提出了一种多参考站伪距差分(NRTD)定位方法;通过建立参考站双差伪距和载波相位观测方程,序贯平差得到模糊度浮点解,进而提取出双差电离层和对流层延迟,建立区域误差模型并生成伪距差分改正数;最后将其发送给流动站进行伪距差分定位。实验结果表明,与常规RTD方法相比较,NRTD方法的定位性能够有很大提升,在N、E、U这3个方向的定位精度分别提高了39.5%、15.3%和23.6%以上,同时在N、E方向99%以上历元的定位精度优于1 m,能够满足长基线下的亚米级定位需求。     

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。     

利用相位平滑伪距进行GPS动态定位

本文叙述了载波相位平滑伪距差分定位的原理和方法，分析了采用这种方法的优点，并通过事例说明了用这种定位方法所能达到的精度。     

GLONASS偏差校正补偿算法模型的构建与应用

针对GNSS多模接收机的应用,分析了GLONASS卫星信号接入GNSS系统中会产生群时延变化等相关问题。通过对GLONASS系统可能产生的半周模糊度、0.25周模糊度、硬件偏差等相关问题的分析研究,探讨了RTK应用中的GLONASS伪距与载波相位偏差的6种有效解决方法。此方法包括了有效实时伪距与载波相位偏差校正补偿等。这些算法能够改进GPS+GLONASS+多模复用系统流动站接收机,使其在第三方基准站或网络系统的所有RTK应用中获得经过偏差改正的高精度的多星系统流动站接收机的性能。同时还提出了在站(或网络)接收机与流动站设备分属不同厂商产品的情况下,多模接收机系统伪距或载波相位测量过程中的差分偏差修正方法,进而提高GNSS系统的导航定位性能、作业效率和提高定位精度。     

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。     

北斗系统在南极中山站地区的基本定位性能评估

对北斗区域卫星导航系统（BDS）正式运行后在南极中山站地区的基本导航定位性能进行了评估,包括卫星可用性、位置精度因子（PDOP）、伪距观测值质量、电离层模型精度及单频伪距导航定位性能等方面。对南极中山站地区实测数据分析的结果表明,首先,北斗卫星导航系统的可用性与伪距观测值质量在总体上与GPS处于同一水平,并已初步具备了全天导航定位的能力,但存在卫星分布不够均匀、GEO卫星高度角较低、电离层模型精度较差等问题。其次,北斗单频伪距单点定位北、东方向的精度分别优于22 m和9 m,高程方向优于25 m;超短基线的单频伪距差分定位在北、东、高程三个方向的精度分别为3.6 m、2.3 m和3.3 m;总体而言与GPS相比有一定差距。最后,北斗/GPS组合定位相对于单一的GPS定位不仅增加了系统的可靠性,还对定位的精度有明显改善,对于单频伪距单点定位、伪距差分定位的三维点位精度可分别提高10%、22%。     

北斗与GPS组合伪距单点定位精度分析

主要介绍了北斗与G PS组合单点定位时的原理和模型,根据自编程序,利用同济大学TJA站的数据进行计算及分析比较GPS伪距、北斗伪距、北斗/GPS组合伪距单点定位的精度。结果表明：北斗伪距单点定位的精度平面方向上达到3m以内,高程方向优于8 m ,满足普通导航定位的需求。北斗/G PS组合伪距单点定位精度明显优于单系统。在单系统观测条件差时,组合系统可以减少对单一系统的依赖性,而且还可以增强卫星定位的稳定性和可靠性。     

An enhanced calibration method of GLONASS inter-channel bias for GNSS RTK

A user of heterogeneous GPS and GLONASS receiver pairs in differential positioning mode will experience ambiguity fixing challenges due to the presence of inter-channel biases. These biases cannot be canceled by differencing GLONASS observations, whether pseudorange or carrier phase. Fortunately, pre-calibration of GLONASS pseudorange and carrier phase observations can make ambiguity fixing for GPS/GLONASS positioning much easier. We propose an effective algorithm that transforms an RTK (real-time kinematic) solution in a mixed receiver baseline from a float to a fixed ambiguity solution. Carrier phase and code inter-channel biases are estimated from a zero baseline. Then, GLONASS both carrier phase and code observations are corrected accordingly. The results show that a mixed baseline can be transformed from a float (~100 %) to a fixed (more than 92 %) solution.     

GPS测站多路径效应建模研究

GPS伪距观测量由于不存在周跳和整周模糊度的问题,可用来实现动态导航定位,但受到多路径效应影响较为严重,定位精度较低。本文以BJFS站为例,计算了伪距多路径效应,首次大量采用单历元数据,以球谐函数的形式建立了伪距多路径效应、高度角和方位角间的函数模型。建模过程中用截断奇异值分解方法解决了单历元数据引起的的病态问题,求得了模型的最小二乘解。在伪距观测数据中加入模型计算的伪距多路径效应改正,用Bernese软件的动态单点定位功能进行伪距单点定位。对BJFS站的伪距动态定位结果进行统计分析,结果表明单点定位精度得到了改善。     

GPS非差相位精密单点定位技术探讨

探讨了精密单点定位的基本原理，处理方法，所涉及的误差改正及数据处理中的一些关键技术；采用直接内插IGS卫星精密星历的方法代替利用IGS跟踪站进行轨道精化方法计算卫星轨道参数，对现有精密单点定位计算方法进行了简化，使之更具有实用性。最后利用自主研发的精密非差单点定位软件计算和分析了实测数据。计算结果表明，经过大约15min的初始化后，非差相位单历元的定位结果精确度在X，Y，Z方向上均优于20cm。     

GPS非差相位精密单点定位方法与实现

探讨了精密单点定位的基本原理、处理方法、所涉及的误差改正及数据处理中的一些关键技术;采用直接内插IGS卫星精密星历的方法代替利用IGS跟踪站进行轨道精化方法计算卫星轨道参数,对现有精密单点定位计算方法进行了简化,使之更具有实用性。最后利用自主研发的精密非差单点定位软件计算和分析了实测数据。计算结果表明,经过大约15 min的初始化后,非差相位单历元的定位结果精确度在X,Y,Z方向上均优于20 cm。     

GLONASS pseudorange inter-channel biases and their effects on combined GPS/GLONASS precise point positioning

Combined GPS/GLONASS precise point positioning (PPP) can obtain a more precise and reliable position than GPS PPP. However, because of frequency division multiple access, GLONASS carrier phase and pseudorange observations suffer from inter-channel biases (ICBs) which will influence the accuracy and convergence speed of combined GPS/GLONASS PPP. With clear understanding of the characteristics of carrier phase ICBs, we estimated undifferenced GLONASS pseudorange ICBs for 133 receivers from five manufacturers and analyzed their characteristics. In general, pseudorange ICBs corresponding to the same firmware have strong correlations. The ICB values of two receivers with the same firmware may be different because of different antenna types, and their differences are closely related to frequency. Pseudorange ICBs should be provided for each satellite to obtain more precise ICBs as the pseudorange ICBs may vary even on the same frequency. For the solutions of standard point positioning (SPP), after pseudorange ICB calibration, the mean root mean square (RMS) improvements of GLONASS SPP reach up to 57, 48, and 53 % for the East, North, and Up components, while combined GPS/GLONASS SPP reach up to 27, 17, and 23 %, respectively. The combined GPS/GLONASS PPP after pseudorange ICB calibration evidently improved the convergence speed, and the mean RMS of PPP improved by almost 50 % during the convergence period.     

Characteristics of GPS positioning error with non-uniform pseudorange error

We study the characteristics of the random GPS positioning errors when the pseudorange errors differ for each satellite. A concise, explicit, analytical formula is derived for the covariance of the positioning error by using singular value decomposition. It is composed of a uniform error covariance together with additional contributions from those satellites with larger pseudorange errors. The eigenvectors of the uniform error covariance define the principal directions of the 4-dimensional error ellipsoid, and the eigenvalues are the squares of the semi-axes. The additional part from individual satellites has only one eigenvector and one eigenvalue. This makes the error ellipsoid enlarge mainly along a direction related to both the overall satellite geometry and the position of the specific satellites. The theory is validated by simulating the GPS constellation and pseudorange measurements. The random positioning error is examined while any one or more pseudorange errors are increased. Horizontal positioning error distributions are presented to demonstrate the variations of the orientation and size of the error ellipses with the pseudorange error of a specific satellite. The results show that the analytical formula describes the positioning error accurately.     

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。