BDS非差非组合精密单点定位研究

针对BDS目前可提供服务的在轨卫星已经超过18颗,因此,研究非差非组合模型在BDS PPP中的应用具有重要意义。在简明阐述观测模型和参数估计基本理论的基础上,重点分析了BDS非差非组合PPP在静态、后处理动态和模拟实时动态下的定位精度。实验选取亚太区域4个MGEX跟踪站2016年第206—208天的BDS/GPS观测数据。研究表明:BDS静态E、N、U方向定位精度分别为1.8 cm、0.7 cm、3.1 cm; BDS模拟实时动态E、N、U方向定位精度分别为5.3 cm、3.9 cm、12.1 cm; BDS后处理动态与模拟实时动态E、N、U定位精度相当。     

基于精密单点定位和自适应最小二乘配置建立新疆水平速度场格网模型

针对双差计算测站坐标效率低下的问题,采用GNSSer精密单点定位方式多核并行处理测站数据,加快解算速度;针对测站速度含有随机信号导致速度场建模精度降低的问题,采用最小二乘配置来估计随机信号,并引入Helmert方差分量估计来调整噪声与信号协方差矩阵间的不合理关系,建立精度更高的速度场模型。以新疆陆态网络2011~2017年连续运行基准站为例,利用GNSSer精密单点定位方式获取坐标时间序列,大幅提升了解算效率,验证了GNSSer的可靠性和高效性,证实精密单点定位可获得与双差定位基本一致的速度信息（差异在1.5 mm/a以内）;建立新疆水平速度场格网模型,结果表明,新疆水平运动速度为27.1~34.8 mm/a,整体趋势为北向偏东,自西南到东北部,运动方向由北偏东向东偏转。     

一种新的利用单基站GNSS反演大气剖面的技术

在传统的模型参数法反演大气折射率的基础上提出一种新的模型参数法,并建立一种新的估算对流层高度的方法。将探空产品计算的大气折射率视为真值,选择2016-07中国及周边区域8个IGS测站进行试算,统计结果显示,与传统的模型参数法相比,新的模型参数法反演的大气折射率更接近真值。     

电离层延迟参数随机建模对GPS非组合精密单点定位的影响分析

提出顾及电离层延迟历元间变化的随机游走模型,利用全球分布的170个IGS测站2016-07观测数据,采用静态和仿动态PPP解算模式,分析3种随机模型对PPP收敛时间和定位精度的影响。结果表明,该随机游走模型在收敛时间上不受随机游走模型谱密度的影响,且在较小谱密度时收敛效果明显优于传统随机游走模型;从定位精度来看,该模型与白噪声模型结果相当,静态模式下平均RMS约为5 cm,动态模式下平均RMS约为8 cm。     

北斗广域差分分区综合改正数评估

介绍北斗广域差分服务新增的分区综合改正数的原理及使用方法,并采用共天线方式进行连续7 d的实际测试。结果显示,未升级过的单频终端伪距定位精度水平方向为2 m,高程方向为3 m,单频分区定位精度水平方向为0.55 m,高程方向为0.80 m;B1B2双频动态分区定位精度水平方向为0.30 m,高程方向为0.55 m。对观测数据进行事后解算,结果显示,在改正信息连续、稳定的情况下,双频动态定位精度水平方向为0.35 m,高程方向为0.50 m;静态模式定位精度水平方向为0.12 m,高程方向为0.22 m。不同分区改正信息取得的静态定位收敛结果之间存在微弱差异,但对定位结果的RMS影响不大。     

基于1Mcps/s码速率的亚欧卫星双向时间比对性能分析

卫星信道租赁费是目前卫星双向时间传递(Two-Way Satellite Time and Frequency Transfer, TWSTFT)的主要成本之一.在2017年5月以前,参与UTC (Coordinated Universal Time)计算的亚洲-欧洲实验室之间进行Ku波段卫星双向时间频率传递一直使用2.5 Mcps/s码速率,带宽为2.5 MHz的伪随机码.为了在不影响时间频率传递性能的前提下降低成本,在欧亚间首次尝试采用1 Mcps/s码速率,带宽为1.7 MHz的伪随机码,进行亚欧卫星双向时间传递.并使用已校准的GPS PPP (Global Position System Precise Point Positioning)链路为双向链路进行间接校准.选择2018年12月的TWSTFT链路数据,分析链路性能发现,通过ABS-2A卫星,使用1 Mcps/s码速率构建的卫星双向时间比对链路的日频率稳定度达到10~(-15),时间稳定度优于0.3 ns.与已校准的GPS PPP链路数据进行验证分析,结果表明,使用1 Mcps/s码速率进行超长距离卫星双向时间传递与已校准的GPS PPP时间传递结果一致,与传统手段相比,其系统造价低,时间传递性能可以满足国际原子时计算的需求.     

参数法CPⅢ精密三角高程控制网数据处理方法

针对差分法的局限性,提出了参数法CPⅢ精密三角高程控制网平差模型。试验证明,该模型算法简单、数据利用率高,避免了差分法观测值之间的相关性等问题,精度也较差分法有所提高。同时本文也对CPⅢ精密三角高程控制网严密定权问题进行了探讨,试验证明,在竖直角小于3°的情况下,三角高程测距误差的影响可忽略不计,因此严密定权前后CPⅢ精密三角高程控制网精度未有显著变化。     

北斗广域差分分米级定位的分区切换算法

从2017年1月开始,北斗系统在播发基本导航电文的同时,提供了包含实时轨道改正数、钟差改正数、电离层格网改正数和分区综合改正数四重广域差分参数,使得系统具备了基于系统广播的电文参数实现广域单站实时动态分米级定位的能力。实际应用表明,北斗系统播发的分区综合改正数存在中断的情况,使得实时定位存在因重新收敛而造成跳变的情况。本文分析了分区中断期间定位跳变产生的原因,提出一种适用于分区切换的广域差分分米级定位算法。采用中国境内7个北斗测站10d的静态数据和车载动态数据对新算法进行评估验证。结果表明,在分区改正数中断的情况下,分区切换算法得到的坐标误差与使用连续分区综合改正数结果一致,双频动态定位水平和高程方向分别小于0.3m和0.5m,平均三维定位精度优于0.5m;车载实时动态定位测试中,分区切换前后的单双频定位精度不受切换影响,与切换前保持一致。分区切换算法有效保证了分区改正数中断后北斗广域分米级实时动态定位的连续性。     

非差增强信息与差分虚拟观测数据的等价变换理论

针对目前非差精密单点定位增强信息无法直接用于RTK(real time kinematic)相对定位的问题,研究了基于附加坐标约束的参考站非差精密单点模糊度固定解提取非差改正信息的方法,并建立了非差增强信息与虚拟参考站观测信息等价变换模型,重点论述了空间状态域信息(state space representation,SSR)在等价变换中的区别应用。根据RTK模糊度部分固定技术,利用实测数据设计实验证明了算法的正确性与可用性。结果表明,虚拟零基线可获得与网络RTK同等精度的定位效果,从而实现了区域增强系统在非差与差分模式上的高度统一。     

广播星历与精密星历切比雪夫插值的比较

在GPS数据处理后,用户需根据广播星历或者精密星历选择合理的插值方法解算任意观测时刻的卫星位置,从而得到目标物的空间位置。文中介绍拉格朗日和切比雪夫插值的基本原理,对精密星历进行切比雪夫多项式插值,并与同时段广播星历的拉格朗日插值进行比较分析,并得出一系列有益的结论。