典型北斗低成本导航型与测量型终端定位性能初步对比分析

基于不同类型北斗终端的共天线零基线实测数据,从伪距标准单点定位、单频伪距相对定位以及单历元单频载波相位相对定位等方面,比较一款典型低成本导航型北斗终端与一款典型高性能测量型北斗终端的定位性能差异。结果表明,导航型北斗终端相比于测量型终端,其伪距单点定位和伪距相对定位的精度稍差,但载波相位相对定位精度差距十分明显,无法实现cm级的定位。     

电离层残差辅助北斗三频伪距载波相位组合周跳探测

提出一种基于单差模型的电离层残差辅助伪距相位组合周跳探测方法。基于北斗三频实测数据,以波长、电离层延迟系数与噪声为约束条件,优化选取3个线性无关的超宽巷（EWL）、宽巷（WL）组合(0,-1,1)、(1,4,-5)、(4,-2,-3), 并利用伪距相位组合法进行周跳的探测与修复。实验结果表明,这3个组合甚至可以实时探测出原始频点上1周的小周跳。针对三频伪距相位组合周跳探测法可能出现的误探情况,提出利用电离层残差法辅助三频伪距相位组合周跳探测的方法,即首先利用原始观测量求出历元间电离层残差,再将相邻历元间所求的历元间电离层残差二次作差。实验表明,该方法可以实时准确地探测与修复不同基线下单差的各类大小周跳。     

联合北斗优选MW组合和无几何相位组合实时探测和修复三频周跳

针对使用B1和B2频点组成的MW观测值受噪声误差和电离层延迟误差影响较大的问题,提出使用B2和B3频点观测值组成弱电离层超宽巷MW组合的方法。联合优选的北斗MW组合和2个弱电离层的无几何相位组合（1,0,－1）和（0,1,－1）进行周跳探测和修复实验。结果表明,采用B2和B3频点观测值组合的MW组合伪距噪声更小、探测精度更优,有利于周跳的探测和修复。     

不同GNSS观测组合提取伪距多路径效果比较

推导了伪距多路径提取公式,计算了相应观测组合提取伪距多路径的组合系数。以载波噪声放大比例为评价指标,对比分析各组合观测提取伪距多路径的效果,然后利用BDS和GPS数据进行验证。结果表明,仅进行电离层一阶改正时,三频伪距/载波组合提取伪距多路径效果最好;基于三频二阶电离层改正的伪距多路径提取会过分放大载波噪声,但能消除电离层系统误差;基于双频组合提取伪距多路径时,两频率相差最大的观测组合提取伪距效果最好;同一组合观测提取不同频点伪距多路径时,提取最大频率信号上的伪距效果最好。     

北斗三号卫星天线相位中心改正模型对精密定轨和定位的影响

基于实测数据分析天线相位中心PCO改正模型和观测值频点选择对北斗三号卫星精密定轨和定位的影响。结果表明,基于北斗官方CSNO发布的PCO模型定轨定位表现稍优于IGS协议模型。此外,相较于两者PCO模型差异的影响,B1C/B2a与B1I/B3I观测值频点的选择对精密定位影响更为显著。以IGS B1I/B3I PCO模型为参考,CSNO B1C/B2a PCO模型定位坐标在E、N、U方向上的精度分别提升约5%、13%、14%,可应用于北斗高精度数据处理。     

伪距相位和无几何相位组合探测与修复多频周跳的比较

基于三频伪距相位和无几何相位组合周跳探测与修复的基本原理,分别推导周跳探测的阈值条件,研究组合量的优化选取模型|以组合量标准差最小为原则并综合历元间电离层延迟误差,选取适合于北斗三频数据的伪距相位和无几何相位组合。实验结果表明,两种方法均能实时探测和修复所有模拟的周跳|综合算法计算量、复杂性和舍入误差,首选伪距相位组合法。     

Android智能手机星间单差法伪距平滑算法研究

受到手机芯片和天线等影响,智能手机原始伪距观测值的噪声较大,同时受多路径影响严重,导致手机定位不准确、轨迹不平滑。针对上述问题,提出一种星间差载波相位平滑伪距、星间差多普勒平滑伪距和星间差速度约束自适应切换滤波定位算法,可充分发挥相位和多普勒观测值的作用,提高伪距观测值的精度并减少平滑伪距噪声。在静态和动态环境中分别对单频和双频智能手机定位性能进行分析。结果表明,双频定位效果优于单频,星间差速度约束自适应切换滤波定位算法最优。与抗差伪距法相比,静态环境下小米8在水平和高程方向上的精度分别提升1.49 m和1.38 m,华为P40分别提升2.11 m和1.53 m;动态环境下小米8在水平和高程方向上的精度分别提升1.75 m和1.25 m,华为P40分别提升2.58 m和1.85 m。     

利用无几何模型求解GPS三频模糊度的成功率分析

利用无几何模型求解GPS模糊度实数解是不以基线分量为未知数的线性模型,码观测量几乎直接用于确定模糊度,即使在较短的观测时间内,也不会出现设计矩阵复共线性,对模糊度求解具有明显优势。利用Kronecker乘积导出了利用无几何模型求解三频模糊度及其协方差矩阵的表达式,分析得到该协方差矩阵只与伪距噪声和相位噪声之间的结构以及采用的历元数相关,与接收机和卫星之间的几何构形无关;整数变换Z矩阵只与伪距噪声和相位噪声之间的结构相关的有益结论。最后利用无几何模型分别计算了单频、双频、三频模糊度求解的成功率, 得出对于双频和三频只需少数历元即可成功固定模糊度,特别对于三频观测,甚至单历元即可成功固定模糊度。     

BDS三频非差周跳探测与修复

通过比较伪距/载波组合与相位组合阶段取整两种方法在考虑电离层延迟下的综合噪声,选择噪声最小的组合(1,－3,2)、系数之和不为0时噪声最小的组合(4,－3,－2)以及组合(0,1,－1)对北斗三频周跳进行探测与修复。使用IGMAS提供的BDS三频数据,针对BDS 3种不同星座分别进行分析比较,验证了此方法可实时准确探测出非差的各类大小周跳。     

基于北斗三号新频点的多路径误差特性验证方法研究

提出一种北斗三号新频点多路径误差特性验证方法,并通过接收机天线群延时实验以及实测数据验证其与国际民航组织给出的多路径误差模型的符合性。结果表明：1）实验使用的接收机天线符合DO-373天线群延时特性要求;2）在B1c/L1、B2a/L5和双频组合情况下,BDS与GPS的多路径误差曲线的变化趋势基本一致,即BDS与GPS多路径误差特性基本一致;3）BDS在B1c、B2a以及双频组合情况下的多路径误差特性符合国际民航组织多路径误差模型要求。     

华为P30手机GPS/BDS/GLONASS/Galileo观测值随机模型优化及定位性能分析

针对P30智能手机采用GPS/BDS/GLONASS/Galileo等多系统定位时的随机模型进行研究,重点对使用多系统手机观测值定位时的伪距噪声进行评估,并分析不同随机模型对手机伪距单点定位精度的影响。结果表明,华为P30智能手机不同系统卫星伪距噪声差异较大,GPS、BDS、GLONASS、Galileo的伪距噪声中误差分别为5.30 m、2.75 m、7.92 m和1.07 m。采用信噪比+系统间加权的随机模型时手机终端的定位性能最优,相比于传统高度角模型,该随机模型在E、N、U方向上的伪距单点定位精度分别提升了36.12%、25.79%、31.30%。     

北斗三号组网卫星数据质量分析及单系统定轨精度初步评估

选取2018-01-23起10 d内16个iGMAS测站观测数据,对北斗三号卫星的观测数据质量及BDS单系统精密定轨精度进行评估。初步结果表明,老信号B1I、B3I北斗三号卫星的信噪比略强于二号卫星,噪声与多路径基本相当,均在0.1 m量级,新卫星不存在星内多路径偏差。新信号B1C/L1/E1频点GPS信噪比最强,Galileo和BDS卫星相当,B2a/L5/E5a和B2b/E5b各系统基本相当;噪声及多路径方面,B1C/L1/E1频点GPS优于BDS、Galileo卫星0.1 m量级,B2a/L5/E5a和B2b/E5b各系统基本相当,均在0.1 m量级,新信号中北斗三号卫星星内多路径偏差基本消失。单系统精密定轨试验中,分别进行有/无GEO卫星策略、太阳光压模型ECOM 五/九参数策略的比较,并使用卫星激光测距数据进行独立检核。初步结果表明,有GEO卫星、ECOM五参数光压模型的定轨精度最好,C19号卫星7个重叠弧段的平均定轨精度在沿迹向、法向、径向的精度分别为32 cm、16 cm、8 cm,与试验卫星的定轨精度基本相当。     

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Locata单点定位精度研究

介绍Locata伪距和载波相位单点定位的方法。通过仿真数据和试验,分析基准站个数对定位精度的影响,比较伪距定位和观测值组合定位的精度,验证了载波相位定位结果的稳定性。分析表明,Locata静态单点定位的精度可以达到cm～mm级。     

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基于历元差分原理的BDS测速模型及性能分析

对现有的载波相位历元差分测速方法进行改进,同时增加伪距历元差分观测值,建立新历元差分测速模型,并用BDS静态数据和动态数据对改进的方法进行验证和性能分析。结果表明,静态条件下,BDS历元差分测速精度为mm/s级,平面方向优于高程方向,与GPS历元差分测速精度相当;动态条件下,BDS历元差分测速结果与IE (inertial explorer)后处理软件解算的位置差分速度符合度为cm/s级,平面方向优于高程方向。     

一种改善GPS接收机载波相位连续性的相位预测方法

针对GPS信号受短时遮挡等影响导致载波相位不连续问题,提出一种基于载波开环跟踪的相位预测方法。通过对失锁通道的多普勒进行精确预测实现对载波相位进行开环跟踪,重点改善接收机晶振钟漂对多普勒估计精度的影响。基于软件接收机对该方法进行性能评估,在部分GPS信号连续中断15 s情况下,其估计的载波相位误差小于1/4周的概率在90%以上。