基于三频信噪比的北斗多路径检测

在观测导航卫星信号时,根据多路径信号相对于直接信号的滞后情况,多路径干扰对载波、伪距观测值产生影响,同时对信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)会产生相似的影响。由于载波相位滞后大小与频率相关,同样信噪比在每个频率上的扰动是也不同的。提出一种利用在观测环境良好的情况下获得的信噪比差分结果建立一个统计阈值,通过比较测量过程中信噪比的差分值与该阈值的大小关系来检测北斗多路径的方法。静态测量和动态测量实验表明,该方法对于检验多路径影响具有较高的准确性和可行性。     

整体式GNSS接收机多路径效应分析

探讨了GNSS接收机天线多路径效应的计算和分析方法,分别运用由多路径计算原理编制的数据分析软件和TEQC软件处理整体式GNSS接收机获取的数据,并进行对比分析,其结果说明多路径效应的大小与高度角存在线性关系。在实际数据预处理中,可通过分析软件代替TEQC,简单方便地获得站点的多路径信息,对站点的数据评定提供有效的质量信息。     

GNSS多系统卫星定位数据质量分析

北斗、GPS、GLONASS和Galileo作为全球四大卫星导航系统,其高质量的观测数据是提供高精度定位的保证.基于iGMAS的连续跟踪站实测数据,从卫星可见数、DOP值、信噪比以及多路径4个方面对比分析了四大导航系统数据质量的差异.经分析发现:由于北斗系统正在建设,所以数据质量与GPS和GLONASS相比较差,但优于...     

大型构筑物GNSS监测多路径探测及消除方法研究

本文分析了多路径效应产生的原因及其信号特征,利用相同环境下,相邻周期相同时刻的GNSS观测数据多路径误差应有强相关性的特征,采用逐个观测历元差分和卡尔曼滤波相结合的方法来消弱多路径效应的影响,从而提高大型构筑物GNSS监测的成果精度。     

利用信噪比削弱多路径误差的方法研究

多路径效应是卫星导航定位中重要的误差源,在分析多路径效应的产生原理以及多路径效应与信噪比相关性的基础上,提出了可利用信噪比削弱多路径效应的方法,并利用自测的GPS观测数据进行了验证。     

GNSS数据质量分析

GNSS载波相位观测值受观测噪声和接收机钟跳等的影响,其周跳检验量序列随时间发生变化。为构造稳健而又敏感的周跳检验量,需对不同系统的卫星数据质量进行分析,而多路径效应和信噪比则是影响观测数据质量的重要指标。本文重点分析了GPS与BDS卫星数据的多路径效应及信噪比,并提出了一种接收机时钟的钟跳探测方法,即采用双频相位观测值的O-C值,通过消电离层线性组合进行钟跳探测。     

利用信噪比削弱GPS多路径效应的研究

由于多路径误差的非时空相关性,使其成为双差模型中较难解除的误差源。本文利用观测值的信噪比对观测值质量进行评价,通过降低受多路径效应影响的观测值的权重,从而达到削减多路径误差的目的。最后通过实验数据解算结果的重复性验证了此方法的有效性和可靠性。     

融合CNN-GRU的GNSS短基线多路径误差实时削弱方法

针对传统的恒星日滤波方法难以抑制GNSS多星座组合观测的多路径误差问题,该文提出了一种用于削弱多路径误差的卷积神经网络和门控循环单元的融合模型(CNN-GRU),通过挖掘GNSS多路径误差的深层变化规律,对短基线中的多路径误差进行实时预测和改正。实验结果表明,该模型对于BDS和不同系统间组合的多路径误差可以起到实时削弱的作用,能够显著提高定位精度。此外,CNN-GRU模型的预测结果具有良好的鲁棒性,并且不受粗差的影响。     

测站处GNSS多路径误差效应反演及其应用研究

针对测站观测环境变化对数据质量影响难以有效评估并削弱的问题,研究了一种可通用于各类卫星导航系统的多路径误差半天球格网点建模方法（multi-point hemispherical grid model,MHGM）。该方法能够综合利用不同GNSS（global navigation satellite system）系统的不同时期观测数据进行整体建模,显著削弱GNSS信号所受多路径误差影响,并图像化反演测站周围的多路径效应,确定信号干扰源的方位。算例的测试结果表明,在模拟的强多路径环境下,模型改正后模糊度固定时段的载波相位观测值残差的均方根误差（root mean square error,RMSE）统计值由0.983 cm降为0.318 cm,改善率高达67.7%。此外,MHGM建模结果中改正量较大的异常区域与对应测站处所架设挡板的方位相一致,能够反演出测站周围不同方向观测信号所受多路径误差影响。国际GNSS服务组织的历史观测数据在利用MHGM模型改正后,合计18年测试算例的观测值残差RMSE平均改善率达到29.5%。这对于评估测站观测环境在不同时期的变化状况,提升现有各类增强服务产品的精度和可靠性具有一定的潜在应用价值。     

一种GPS多路径反射信号的雪深反演

针对传统雪深测量缺乏必要时空敏感性的不足,该文在分析GPS信号多路径反射模型的基础上,利用GPS信噪比观测数据,通过分离提取多路径反射分量研究其时频特性,探讨GPS多路径信号与雪深及其变化关系并进行反演建模。依据菲涅尔反射区理论,确定了反射区域范围,进一步探讨卫星、波段选择及初始反射高度确定等。对比实验研究表明,反演结果与实测值吻合较好,相关系数为0.93,均方根误差为8.6cm;信噪比多路径反射分量的频率能有效跟踪积雪深度的变化。     

平方根 UKF及其在 GNSS多径估计中的应用

针对一般的加性高斯白噪声系统,结合平方根无迹卡尔曼滤波和加性噪声无迹卡尔曼滤波的优点,提出了无须增广变量的加性高斯白噪声系统的平方根无迹卡尔曼滤波方法,并给出了其详细算法.该算法较传统方法具有较小的运算负担,较高的精度,并能有效克服滤波的发散.该方法应用于卫星导航系统动态多径估计问题,能够高效准确地得到直射信号与多径信号的各个参数的估计,从而抑制多径的影响.仿真试验表明,该方法在诸多方面改进了已有方法,是一种高效准确的非线性滤波方法.     

车载GNSS接收机多径抑制技术

在GNSS接收机的实际应用中,多径是影响定位精度的主要因素之一。在车载应用条件下,多径的影响由于快速的多径信道变化而变得更加明显,车载接收机的GNSS信号接收处理部分会受到包含周围运动车辆及其自身结构影响在内的复杂多径干扰。针对接收机的各个组成部分分析了天线设计、多径估计、多频测量、传感器融合等多种可用的多径抑制方法,并根据分析和比较结果指出:信号处理方法、基于导航的方法以及传感器融合方法是实现车载接收机多径消除的首选方法。     

GNSS接收机观测数据多径效应分析方法研究

多径效应是影响GNSS接收机观测数据质量的主要误差因素之一。首先,介绍了多径效应及其信号特性,分析了多径效应对GNSS接收机伪距测量和载波相位测量的影响,阐述了三种GNSS接收机观测数据多径效应分析方法,并结合实际观测数据给出了多径效应分析结果,最后介绍了几种常用的多径效应抑制方法。     

Development and testing of a new ray-tracing approach to GNSS carrier-phase multipath modelling

Multipath is one of the most important error sources in Global Navigation Satellite System (GNSS) carrier-phase-based precise relative positioning. Its theoretical maximum is a quarter of the carrier wavelength (about 4.8 cm for the Global Positioning System (GPS) L1 carrier) and, although it rarely reaches this size, it must clearly be mitigated if millimetre-accuracy positioning is to be achieved. In most static applications, this may be accomplished by averaging over a sufficiently long period of observation, but in kinematic applications, a modelling approach must be used. This paper is concerned with one such approach: the use of ray-tracing to reconstruct the error and therefore remove it. In order to apply such an approach, it is necessary to have a detailed understanding of the signal transmitted from the satellite, the reflection process, the antenna characteristics and the way that the reflected and direct signal are processed within the receiver. This paper reviews all of these and introduces a formal ray-tracing method for multipath estimation based on precise knowledge of the satellite–reflector–antenna geometry and of the reflector material and antenna characteristics. It is validated experimentally using GPS signals reflected from metal, water and a brick building, and is shown to be able to model most of the main multipath characteristics. The method will have important practical applications for correcting for multipath in well-constrained environments (such as at base stations for local area GPS networks, at International GNSS Service (IGS) reference stations, and on spacecraft), and it can be used to simulate realistic multipath errors for various performance analyses in high-precision positioning.     

GNSS数据质量评估软件的实现及验证分析

近些年卫星导航系统的飞速发展,使得导航定位用户获取多模GNSS数据已成为一种趋势。而目前尚无一种能够同时检测GPS/BDS/GLONASS/Galileo数据质量的软件。针对新一代RINEX格式的GNSS数据,深入研究数据质量检测的方法。用C语言开发了与TEQC数据质量检测功能相近的软件QC,并对其正确性进行了验证。在此基础上,对iGMAS站的数据质量进行了分析,发现目前的多模GNSS接收机易发生钟跳;在多路径效应方面,BDS卫星的GEO卫星多路径效应的周期性较弱,信噪比也呈现出与GPS和GLONASS不同的特征。     

GNSS信号多径误差非包络评估方法

针对全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)信号体制评估过程中,多径误差包络评估方法给出了多径误差的上界,并没有反映反射信号载波和子载波相位引入的码跟踪误差问题,提出了一种码跟踪多径误差非包络评估方法。该方法将反射信号的码相位延时映射到载波和子载波相位延时,为码跟踪多径误差提供了准确的理论值,而且避免了多径误差包络方法求包络曲线的过程。给出了该方法的理论表达式,对BPSK、AltBOC、MBOC和BOC信号进行了多径性能仿真,并与多径误差包络评估方法进行了对比。理论和仿真结果表明,本文方法能准确的估计码跟踪多径误差,为GNSS信号多径误差测量值提供有效的理论指导。     

利用接收机钟差实时滤波提高GNSS精度

建立接收机钟差的高斯马尔可夫模型,通过自相关函数估计接收机钟差的时间常数,利用Allan方差确定模型谱密度参数,将滤波后的接收机钟差返回补偿至GNSS观测方程,重新进行导航解算。实验结果表明,对接收机钟差进行滤波,可有效提高钟差估计精度,提高GNSS的精度。     

Correction of apparent position shifts caused by GNSS antenna changes

Antenna changes at GNSS reference stations frequently produce discontinuities in the coordinate time series. These apparent position shifts are mainly caused by changes of carrier-phase multipath effects and different errors in the antenna phase center corrections. A monitoring method was developed and successfully tested, which requires additional GNSS observations from a local, temporary reference station. Changes of carrier-phase measurement errors due to the antenna change are determined and stored in L1 and L2 phase maps. These phase maps provide corrections to be applied either to the observation data obtained before the antenna change or to the observation data obtained after the antenna change. The observation corrections are able to remove coordinate discontinuities independent of the selected coordinate estimation algorithm.

GPS信噪比用于雪深监测研究

针对利用全球导航卫星系统反射信号研究测站地表环境参数已成为一个新兴的研究课题这一现状,该文基于全球定位系统信噪比与信号振幅的变化特征,给出了基于全球定位系统多路径信号的全球定位系统多径反射技术用于雪深探测的基本原理。为了验证算法的有效性,利用美国PBO网络中P360站离散20d的全球定位系统原始观测数据进行雪深探测的反演实验。实验结果表明:全球定位系统多径反射技术反演雪深值与实测雪深值吻合较好,误差均值为0.07m,相关系数大于0.99。因此,利用全球定位系统信噪比可以进行雪深探测,在未来的全球导航卫星系统观测站建立时,可以考虑它在环境监测方面表现出来的潜能。     

TopconNET—G3 GNSS接收机试验结果及其分析

在简述Topcon NET—G3 GNSS接收机特点的基础上，对Topcon NET—G3GNSS接收机进行了检测，获得了试验结果，得出了这种仪器在精度上能满足GNSS连续运行站技术要求等一些重要结论。