SPODS软件GPS/GNSS网解的模糊度解算方法

为了尽可能多地固定模糊度,需要定义一组"最容易被固定"的独立双差模糊度,当前最优的方法(传统方法)是分基线层和网层对候选双差模糊度进行独立性检验,其中候选模糊度按照其综合固定成功概率进行排列。考虑到通常的网解中,测站数量远多于卫星数量,提出了先星座层再网层的分层独立模糊度选取方法以及基于更新协方差阵上三角平方根的序贯模糊度固定方法,并应用于西安测绘研究所自主设计和开发的SPODS软件中。采用包含64个IGS监测站的实测GPS数据进行单天解算试验,验证了该方法的正确性。试验结果表明,该方法和传统方法得到的单天GPS轨道解与IGS最终综合轨道比较的1DRMS都约为0.012m,独立双差模糊度成功固定的比例约为92%,两种方法仅有非常细微的差异。不同测站数量的进一步试验表明,该方法和传统方法在网层需要采用Grams-Schmidt方法进行独立性检验的候选双差模糊度数量的比约等于卫星和测站的数量比,这与理论分析结论一致。对于实际应用中更为普遍的测站数量大于卫星数量的情况,该方法将减少独立双差模糊度选取的计算时间,且测站数越多,其优势越明显。     

基于格论的GNSS模糊度解算

快速、准确地解算整周模糊度是实现GNSS载波相位实时高精度定位的关键,由于模糊度之间的强相关,基于整数最小二乘估计准则时,需要较长的时间才能搜索出最优的整周模糊度向量。为了提高模糊度的搜索效率,本文在扼要介绍格论的理论框架基础上,引入基于格论的模糊度解算方法,通过格基规约来降低模糊度之间的相关性,从而快速搜索出最优的整数模糊度向量。与此同时,将GNSS领域的主要降相关方法统一到格论框架下,探讨了并建议采用Bootstrapping成功率作为格基规约的性能指标之一。最后实验分析了三频多系统长基线相对定位情况下,不同格基规约可获得的性能。     

基于部分模糊度解算的BDS/GPS组合RTK算法

GNSS多频率组合RTK定位逐步进入实际应用,存在模糊度维数增多、搜索空间增大,导致模糊度搜索运算量增大及模糊度固定效率低等问题。文中提出一种多星座部分模糊度解算算法,该算法综合考虑卫星高度角、模糊度固定成功率及Ratio值来筛选卫星进行模糊度解算。通过一组动态跑车实验分析表明:相比于全模糊度解算(FAR),部分模糊度解算(PAR)可以有效地提高BDS/GPS组合RTK的模糊度固定率,其模糊度固定率从79.9%(FAR)提高到99.1%(PAR),且PAR算法定位结果可靠性更高。     

附有长度约束的模糊度解算方法比较

整周模糊度解算方法的合理选择是GNSS定向处理中的关键问题,针对此问题,该文对GNSS定向中的LAMBDA_C和CLAMBDA两种附有基线长约束的模糊度固定方法的性能进行了详细的对比分析。结果显示,相对于经典的基于Ratio检验的LAMBDA算法,LAMBDA_C和CLAMBDA均可提高模糊度固定率和正确率,尤其是在单频单系统下提高效果更为显著;CLAMBD的总体固定效果略优于LAMBDA_C,但后者的解算效率更高。     

附有约束条件的GPS模糊度快速解算

采用GPS相位观测值进行快速定位时,由于坐标与模糊度参数间的强共线性,造成浮点模糊度最小二乘解的精度很差,整周模糊度难以正确固定。在GPS的实际应用中,可以利用坐标参数与模糊度参数的约束条件,改善浮点模糊度的解算精度,减小整数模糊度的搜索空间。首先给出了这两类约束的通用模型,然后给出了不同情况下约束条件的具体形式,并导出了相应的GPS模糊度快速解算公式。用实例验证了算法的有效性。结果表明,采用约束条件,可排除大量错误的模糊度备选组合,从而提高模糊度的解算效率和成功率。因此,在GPS定位时,应尽可能利用各种约束条件。     

一种GPS整周模糊度单历元解算方法

仅利用单历元的载波相位观测值进行整周模糊度解算,观测方程秩亏,给单历元模糊度解算带来很大困难.因此,本文提出一种单历元确定GPS整周模糊度的方法.利用单历元测码伪距观测值和双频载波相位观测值组成双差观测方程,根据方差矩阵对宽巷模糊度进行分组,采用基于LABMDA方法的逐步解算方法来确定双差相位观测值的宽巷模糊度.确定宽...     

网络RTK动态中长基线模糊度解算方法比较研究

论文对比分析了网络RTK中长基线模糊度固定方法中无电离层组合+宽巷模糊度解算与原始模糊度整体解算两种方法的优劣。实验结果表明:与现有的模糊度解算方法相比,观测值域内的模糊度固定不但可以快速可靠地固定宽巷整周模糊度,而且提高了L2模糊度正确固定的成功率和效率。     

北斗RNSS-RDSS组合模糊度解算方法

电离层延迟较大是基线较长情况下的模糊度解算需要解决的关键问题。当基线较长时,由于基准站和流动站的电离层相关性弱使得双差电离层残差较大,易导致模糊度解算所需时间长且成功率不高。本文提出了一种模糊度解算方法,该方法将北斗无线电测定业务(radio determination satellite system,RDSS)的下行S频段信号测量值与无线电导航业务(radio navigation satellite system,RNSS)信号测量值组合来削弱电离层的影响。首先,通过RDSS信号测量值与RNSS信号测量值一起进行频率组合研究,确定了几组电离层延迟系数小且总噪声波长比(total noise level,TNL)较小的组合。然后,利用这些组合形成几何无关和电离层无关模型解算GEO卫星的窄巷模糊度。最后利用已知窄巷模糊度的GEO卫星测量值辅助求解非GEO卫星的窄巷模糊度。利用实测北斗星历对提出的方法进行了仿真验证,结果表明,本文方法可以从整体上提高模糊度解算的速度和成功率。     

基于LAMBDA方法的模糊度解算研究

高精度GNSS定位需要解算双差模糊度值,经典最小二乘求解的模糊度一般为浮点解,浮点解丢失了模糊度的整数性,不利于提高未知参数的精度。本文讨论了LAMBDA方法的原理及其算法,对模糊度整数变换前后LAMBDA方法的执行结果进行了比较,讨论了联合去相关法和迭代法两种整数Z变换算法的基本原理,对LAMBDA整周模糊度解算方法中的两种整数Z变换算法进行了比较。结果表明LAMBDA方法模糊度效率较高,联合去相关法的处理成功率高于迭代法。     

GNSS双频整周关系约束模糊度算法研究

根据GNSS双频载波相位观测值间的特定关系,提出了一种基于双频整周关系约束的模糊度解算方法(FirCAR)。该方法在局部整数范围内可将载波相位的等效波长增长,以利于整周模糊度的快速解算。不同长度的基线数据实验证明了该算法的正确性和有效性,并分析了卫星截止高度角对解算结果的影响。     

一种检验GNSS相位模糊度整周解算有效性的方法

模糊度整周解检验是评价模糊度解算正确性的关键,决定着最终定位结果的可靠性。对原有的假设检验存在的缺陷和不足进行了分析,提出了一种更可靠的比值（Ratio）检验方法。理论分析和数值试验结果都显示改进的检验方法更能正确评价模糊度整数解解算的正确性。该新检验方法,又提出了一种最终模糊度整数解确定的新方法即模糊度候选值再分析法。实验表明：应用该方法能提高模糊度整数解确定的成功率。     

GNSS模糊度整数估计方法图形可视化软件设计与应用分析

模糊度快速准确估计是全球卫星导航系统(GNSS)高精度定位的关键,整数取整、序贯取整和整数最小二乘估计是模糊度常用的三类整数估计方法.尽管从程序上较易实现三类估计方法,但是如何根据模糊度浮点解和精度构建整数估值的几何图形却缺乏较多的研究,不利于我们对整数估计过程的直观认知.因此,本文从理论上分别给出三类估计方法的一般形式,然后基于MATLAB GUI设计了一套三类估计方法二维几何图形构建的可视化分析软件,其功能包括三类估计方法的归整域构建、映射图构建和蒙特卡洛模拟及成功率计算.实验测试结果表明,本文设计的软件能够从几何图形角度较直观地表达出三类整数估计过程及其解算性能.      

GNSS观测数据解算检查及自动存储研究

对GNSS观测数据进行解算、精度计算及闭合差检查,对观测数据自动进行多层目录的存储。根据GNSS观测手簿记录的信息,利用TEQC检查提取计算成果建立了GNSS观测信息数据库。     

基于单差搜索的格拉纳斯双差模糊度固定方法

格拉纳斯(GLONASS)系统采用频分多址技术,差分技术处理双差载波相位观测值时为保持模糊度参数的整数特性,需要加入伪距计算单差模糊度进行辅助求解。为了降低伪距观测误差对双差模糊度快速固定的影响,本文给出了一种GLONASS双差模糊度解算方法:建立检验搜索出最佳的单差模糊度,再固定双差模糊度;并利用实测数据对该方法进行验证,结果证明可以有效地减少伪距误差对双差模糊度解算的影响。     

北斗信号体制下三频CIR法模糊度解算方法研究

未来的GNSS系统将广泛使用三个频点的载波信号,极大地推动了利用载波对用户位置和速度等信息进行高精度解算方法的研究。利用载波进行高精度解算的关键是高成功率的确定载波相位整周模糊度。CIR算法基于整数引导估计准则确定载波相位模糊度整数解,算法实现简单,模糊度解算成功率较高,具有很大的实际应用价值。然而目前CIR法在实际应用中主要针对GPS信号体制,在北斗信号体制下是否具有良好的性能还有待验证。本文将CIR法应用于北斗信号体制下三频载波整周模糊度的解算,利用仿真数据对算法进行验证,并将解算结果与GPS信号体制下解算结果进行对比,验证CIR法在北斗信号体制下的可行性,分析不同信号体制下CIR法的解算性能和适用范围。     

模糊度解算中不同策略与算法的搜索效率分析

整周模糊度快速搜索是GNSS整数最小二乘模糊度估计的关键环节。文中介绍了FP、VB和SE-VB这3种模糊度搜索策略及相应算法,在分析其原理和特点的基础上对比了各类算法的异同,并给出了常规搜索算法的改进策略。分别采用模拟和实测数据对不同搜索策略下算法的执行效率进行了验证和比较。实验结果表明:VB和SE-VB搜索策略均优于FP策略,基于SE-VB策略的AEVZ搜索算法最为高效,其次为M-SE算法和M-VB算法;模拟高维环境下3种算法的搜索效率分别比LAMBDA算法平均快10倍、8倍和3倍,AEVZ算法在实测环境下的搜索效率分别比LAMBDA算法和MLAMBDA算法平均快8倍和5倍;通过对SE-VB策略下MLAMBDA算法计算流程进行优化能够进一步提高搜索性能,其改进后的搜索效率与AEVZ算法相当。     

一种短基线GNSS的三频模糊度解算(TCAR)方法

TCAR或综合TCAR是GNSS中常用的快速确定三频模糊度的方法,其原理简单,计算方便。根据不同的噪声背景和多径条件,给出综合TCAR单历元实时解算模糊度的误差分析及仿真结果。针对模糊度估计成功概率不高的情况,结合双频相关法(DUFCOM),并根据综合TCAR的特点,对综合TCAR进行改进。最后,将此方法与基于整数最小二乘准则搜索的LAMBDA方法进行比较。仿真结果表明,利用该方法成功搜索到正确模糊度值的概率与LAMBDA方法相当,但降低计算量,有效提高用综合TCAR单历元实时解算模糊度的可靠性。     

最优Tikhonov正则化矩阵及其在卫星导航定位模糊度解算中的应用

首先,用贝叶斯（Bayes）统计理论的观点,把未知参数看作随机变量,引入未知参数的无信息先验分布函数,从数学上推导了均方误差最小意义下的正则化矩阵;然后,结合最优正则化矩阵和快速截断奇异值算法,提出了一种新的正则化方法;最后,探讨了新方法在全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）模糊度解算中的应用。通过一组GNSS模糊度解算实验,比较了最小二乘（least squares,LS）方法、L曲线岭估计和新方法的性能。结果表明,新方法解算成功率略高于L曲线岭估计,远高于LS方法;计算耗时略大于LS方法,远小于L曲线岭估计。     

一个新的GNSS模糊度估计类

介绍了一类新的GNSS模糊度估计。因为该类遵循移去恢复原理,称之为整数等变估计类。本文将说明整数等变估计类较整数估计类和线性无偏估计类的范围要大,同时给出一个相当有用的整数等变估计类的表达式。这个表达式揭示了整数等变估计类的结构,并显示该表达式如何在浮点解的基础上实现整数等变估计。最后还提出最优整数估计。     

基于移动GNSS基准站的点位坐标解算分析

移动GNSS基准站是外业测量中布设控制点的重要手段。本文系统地介绍了移动GNSS基准站的结构组成,并对移动基准站的解算模式以及解算过程中距离、观测时间等因素进行了外业实验与内业解算分析,基于GAMIT软件和移动站自带软件对点位解算精度进行了比较,通过实验发现移动GNSS基准站完全能够满足三级GNSS解算要求,布设灵活,是一种高效的替代连续运行基准站功能的作业模式。