北斗三号短基线四频组合定位方法研究

北斗三号全球卫星导航系统现已提供4个频率以上的观测数据,支持多频组合定位理论和方法的研究。基于此,文中提出一种短基线下的北斗四频组合定位解算方法,利用北斗B1I,B3I,B1C,B2a 4个频率的观测数据两两组合形成独立不相关的窄巷观测值联立,以位置参数和双差模糊度组成状态向量,结合卡尔曼滤波估计进行定位解算。基于该方法,文中针对两组不同长度的短基线进行测试,结果显示：在17 m短基线中,该方法平面精度优于2 mm,高程方向精度优于4 mm;在3 km的短基线中,平面精度优于4.5 mm,高程精度优于6 mm。测试结果表明,在短基线情况下,该方法的定位精度相较于北斗单频及三频方法在平面和高程方向均有不同程度的提高。     

基于北斗三号的高速公路压实监测应用

目前BDS-3系统已经正式向全球开通,BDS-3卫星在工程监测上带来的精度提升也成为研究人员关注的热点。针对高速公路建设过程中路基填筑时关注的压实层厚度问题,文中采用GPS与BDS组合RTK定位方式,分别设计实时计算方案和后处理方案。分析基于BDS-3的多系统组合定位在高速公路路基施工监测中的应用效果,通过统计36个布设点的结果,多系统定位U方向结果与水准测量结果相比偏差在cm级,整体压实层厚偏差小于2 cm,该方案在减少人力需求的同时能达到实时监测的需要,在路基施工监测中有重大应用价值。     

北斗三号卫星导航系统在非洲地区控制测量的应用研究

我国北斗三号卫星导航系统(简称北斗三号,BDS-3)具备全球服务能力,研究北斗三号的海外应用性能,有助于北斗三号在“一带一路”沿线国家的应用推广。本文首次将北斗三号应用于非洲赤道几内亚某工程测量控制网,该控制网采用点连式E级网观测策略,包含5个观测时段、11个控制点,每个时段的平均基线长度为3.67～6.25 km。使用国产接收机、国产基线解算软件和国产平差软件的数据处理结果表明：(1)在赤道几内亚,可观测到的北斗三号数量为8～10颗;(2)使用北斗三号的基线解算、三维无约束平差、二维平面约束平差,整体精度优于GPS;(3)使用北斗三号得到的控制点二维平面坐标,与GPS的差异不超过1.09 cm。本文验证了北斗三号在非洲地区具备与GPS相当的控制测量应用性能。对于北斗三号控制测量应用走向全球,提供了参考。     

GNSS形变监测静态基线网中多基线联合解算两步法

GNSS(global navigation satellite system)静态基线网的解算方法通常采用单基线解算模式或多基线解算模式。这两种方法均有一定的局限性。本文综合两类方法的优点,提出了单基线和多基线联合解算模式的两步法。首先基于单基线模式利用多频率的载波相位观测值解算监测站间的双差整周模糊度,并使用严格的固定准则确定模糊度;然后利用多基线模式进行联合坐标和天顶对流层参数的估计,再结合最小二乘估计解算定位结果。选取国内某水电站静态形变监测数据为研究对象,进行基线解算方法测试和分析。实验结果表明多基线联合解算两步法在精度和可靠性上有较大优势,平面定位精度为亚毫米级,高程定位精度提高1～2倍;并可以明显改善基线网的解算速度,在高精度变形监测应用中具有可行性与通用性。     

老挝北斗CORS系统建设与应用

为了保障湄公河地理空间框架的一致性,本文以老挝国家为例,阐述了首个北斗卫星定位系统(LAOCORS)系统建设工作。为获取连续运行参考站(CORS)精确位置信息,使用已建成9个老挝基准站,采用GAMIT10.7对国际GNSS服务组织(IGS)站、国内CORS联测数据进行解算,并对有、无北斗信号条件下对CORS站定位精度影响进行测试分析。结果表明,老挝CORS参考站水平方向和垂直方向平均值中误差达到厘米级定位精度,相对精度已达到10^-8量级;其内、外符合精度分布均匀,三星(BDS、GPS、GLONASS)组合精度和效率明显高于双星(GPS、GLONASS),测量初始化时间以及稳定性、可靠性方面有明显提高。     

北斗三号新三频相位模糊度固定方法

针对北斗三号新的三频观测值,通过分析BDS-3三频线性组合观测值特性,选取高质量组合观测值,采用无几何相关GF(Geometry-Free)模型和无几何无电离层相关GIF(Geometry-Ionospheric-Free)模型分别对实测BDS-3卫星数据进行单历元三频相位模糊度解算TCAR(Triple-freque...     

北斗二号与北斗三号完好性参数设计差异分析

针对能够标识北斗二号与北斗三号系统服务完好性的参数差异问题,该文从完好性参数定义、导航电文结构、参数内容和播发方式等方面对北斗二号和北斗三号系统完好性参数播发现状进行了比对分析,并对各类参数的工程实现情况进行了比较,结果表明:在兼容北斗二号基本导航服务相关系统完好性参数的基础上,北斗三号增加了可快速标识服务精度及预测精度的完好性参数;受多方面的约束与局限,北斗二号仅具备提供单频改正的广域差分增强服务的能力,且无相关国际标准规范支撑,而北斗三号为能获取国际民航组织测试认证,已立足于国际相关标准规范进行了可支撑单、双频改正的星基增强服务工程实现.     

基于“北斗一号”导航卫星通讯的滑坡实时监测系统研究

介绍了基于中国北斗一号导航通信卫星技术建立的滑坡实时监测系统。该系统由“野外信息采集监测站”、“数字化滑坡自动监测点”、“北斗导航卫星通信系统”和“地质灾害监测分析中心”四大组成部分。在我国有线和GPRS等通讯设施不发达地区,采用基于北斗卫星通讯技术进行滑坡等野外监测数据传输是一种有效的方式。     

基于北斗的高精度测量接收机在位移监测中的应用研究

主要研究了北斗高精度测量接收机的设计方案,分析了其在位移监测领域的应用优势。北斗高精度GNSS测量接收机的应用使国家重点行业尤其是关系国家安全的特殊行业逐渐摆脱以 GPS 为首要定位和授时手段的应用需求,满足了市场对自主知识产权卫星导航高精度监测模块的需求,市场前景非常广阔。     

基于北斗一号的地质灾害自动监测系统

由于地面无线通信网络无法实现无缝覆盖,存在通信盲区,容易遭受地质灾害等外界因素的破坏与影响,基于地面无线通信的地质灾害监测系统在上述条件下将无法正常运行。提出基于北斗卫星系统的地质灾害监测系统,并针对常见的滑坡、地面沉降等地质灾害设计并建立包含北京、上海、三峡库区、江苏、河北等13个地区的基于北斗一号卫星的地质灾害监测系统。首先介绍北斗卫星通信的流程及其特点,阐述系统架构,分析关键技术及其应用情况,最后给出对该系统的综合评价结果。     

北斗三号短基线相对定位精度分析

我国北斗卫星导航系统（BDS）已经进入第三阶段北斗三号（BDS-3）的建设,其定位精度问题一直是全球关注的热点．本文基于IGS连续跟踪站2018年第227天多模全球卫星导航系统（GNSS）数据,对短基线进行动态处理,将BDS-3的相对定位精度与北斗二号(BDS-2)的相对定位精度进行分析．结果表明,目前BDS-3短基线相对定位精度E方向优于3 cm,N方向优于3.5 cm,U方向优于10 cm,三个方向精度略高于BDS-2短基线相对定位精度．      

BDS-3单基站差分定位性能提升分析

针对BDS-3的载波相位动态差分定位性能仍未确定的问题,本文提出了一种分析BDS-3动态差分定位性能的方法。选用中国上海4个参考站2019年第305天所采集的GNSS观测数据,分为两种不同长度基线的情况,进行单基线差分定位解算,通过试验详细地分析了增加使用BDS-3卫星对定位性能提升的情况。试验结果表明,相对于BDS-2卫星,增加使用BDS-3卫星后,可增加3~6颗可见卫星,能够增强卫星空间几何结构。对于短基线情况,载波相位差分定位模糊度固定的成功率从89.3%增加至92.3%,N、E、U 3个方向RMS统计结果分别提高了4%、43.23%及35.60%。该方法能够加快中长基线参数估计的收敛速度,并获得厘米级定位精度。     

BDS-2/BDS-3的MEO卫星B3I频率数据质量对比分析

针对目前BDS-2/BDS-3数据质量情况,本文基于IGS连续跟踪站实测数据,从数据完整率、信噪比以及多路径三个方面对比分析了BDS-2/BDS-3的MEO卫星的B3I频率的数据质量。经分析发现,BDS-3新卫星的发射增加了北斗系统的服务范围,BDS-3卫星的数据完整率与信噪比要高于BDS-2,BDS-3卫星的多路径效应小于BDS-2,没有在BDS-3卫星中观测到存在于BDS-2卫星中的系统偏差。     

BDS-2/BDS-3伪距单点定位精度分析

北斗三号(BDS-3)基本系统于2018年底开始提供全球服务．通过处理37个全球GNSS服务组织(IGS)多模实验跟踪网(MGEX)观测站90天北斗数据,评估了北斗二号(BDS-2)和BDS-3在全球范围内的可见卫星数、几何精度衰减因子(GDOP)和单频伪距单点定位精度,分析了BDS-2／BDS-3组合对BDS-2、BDS-3单系统空间几何构型、伪距单点定位(SPP)精度的改善程度．结果表明,BDS-3的空间几何构型较BDS-2有明显的提升,定位精度在东方向、北方向和高程方向分别为1.490、2.610、5.238 m(RMS),相较于BDS-2分别提高了58％、1％、24％．BDS-2／BDS-3组合在东方向、北方向和高程方向分别为1.45、2.36、4.90 m(RMS),较BDS-2与BDS-3单系统分别提高了59％、11％、29％,以及3％、10％、6％．并且BDS-2／BDS-3组合明显削弱了BDS-2定位精度与地理经度相关的边缘效应.      

基于三维激光扫描的边坡变形数据提取研究

以北京市门头沟区尾矿边坡为例,运用三维激光扫描技术对尾矿边坡进行研究。通过对不同时段采集的点云数据处理,形成相应时段尾矿边坡三维模型。采用等高线比较、三维质检软件比较,提取出边坡变形数据。三维激光扫描技术使滑坡体测绘从传统的GPS或者全站仪单点数据采集变成连续密集的自动获取海量点云数据,增加了测绘信息量。三维激光扫描技术不仅提高测量精度和数据采集速度,且使工作效率实现大幅度的提高。     

基于测量机器人的露天矿边坡位移监测系统

随着露天矿的不断开采,矿山边坡处于不稳定状态,严重威胁着矿山人员的安全。为保障安全生产,文章结合鞍山市某露天矿边坡位移监测项目,以TM30测量机器人为研究对象,建立边坡监测系统:由监测网、测量机器人系统、数据处理及预警系统组成,比传统全站仪提高了工作效率。外业测量结果证明该系统能够实现数据采集、数据处理及危险预警的"三位一体"化,达到自动化程度高、数据精度高、工作效率高的"三高"目标。     

BDS-3实时精密产品质量评估及其PPP性能分析

随着北斗三号全球卫星导航系统的正式开通,各数据分析中心陆续开始提供北斗三号系统的实时精密产品,使基于北斗三号的实时精密单点定位(PPP)成为可能.实时精密产品质量是影响实时PPP定位性能的重要因素,直接决定了实时PPP的可用性、收敛时间和定位精度.为了促进基于北斗三号的实时PPP的研究和应用发展,本文对现有的北斗三号实...     

亚太区域北斗三号对北斗二号精密单点定位的增强效果分析

北斗二号卫星导航系统主要由GEO和IGSO星座卫星构成,其整体星座的几何结构变化缓慢,导致应用于精密单点定位（PPP）时需要较长收敛时间。而北斗三号卫星导航系统的建成将有利于缓解上述问题,获得更优的定位效果。为了探究北斗三号对北斗二号PPP的增强效果,本文选取10个位于亚太区域内的iGMAS测站3 d的观测数据,首先分析3家IGS分析中心对北斗三号卫星精密产品的支持情况;然后分别对静态和模拟动态两种模式的定位性能进行展开分析。结果表明：①亚太区域内北斗三号卫星数量达到9颗。②加入北斗三号卫星后,静态PPP的收敛时间缩短了40%,收敛后的精度提高了46.5%;模拟动态PPP的收敛时间缩短了42.8%,收敛后的精度提高了45.7%。     

基于北斗三号的大气水汽探测性能初步分析

对我国刚布署完成的北斗三号卫星导航系统(BDS-3)的大气水汽探测性能作初步分析可更好地发挥BDS-3的气象探测潜能.采用全球不同位置的台站进行几种手段的对比,探测结果具有代表性和说服力.研究结果表明:将BDS-3/PWV(大气可降水量)与GPS/PWV对比,平均偏差(BIAS)优于1.0 mm,均方根误差(RMSE)...     

北斗三号全球导航卫星系统全球广播电离层延迟修正模型(BDGIM)应用性能评估

2020年6月23日,我国北斗三号全球导航卫星系统正式完成星座全球组网.北斗三号全球导航卫星系统采用新一代全球广播电离层延迟修正模型(BDGIM),为用户提供电离层延迟改正服务.本文利用高精度全球电离层格网(GIM)以及实测BDS/GPS数据提供的电离层TEC作为参考,从延迟改正精度及北斗单频伪距单点定位应用、模型系数...