GPS/GLONASS组合单点定位及精度分析

介绍了基于广播星历的GPS/GLONASS组合导航单点定位的数学模型,分析了组合导航的技术难点。在GPS伪距法单点定位的基础上进行组合导航定位,其中GLONASS卫星坐标运用四阶龙格—库塔(Runge-Kutta)数值积分方法求得,利用一种新的不需要进行轨道拟合的编程方法来进行计算。以IGS跟踪站提供的观测数据为例,分别采用GPS、GLO-NASS和GPS/GLONASS三种方式组合进行伪距法单点定位,同时比较分析了不同权重选择对组合定位精度的影响。     

GPS与GLONASS多频组合伪距单点定位精度分析

以国内跟踪站实测数据为基础,详细分析了不同高度角情况下GPS/GLONASS多频组合伪距单点定位精度.经研究发现,双系统组合较单系统能有效改善随高度角增加卫星可见数、PDOP值、解算历元数以及定位精度变差的情况,可提高观测环境较差情况下的定位精度.     

GPS/GLONASS组合精密单点定位性能分析

本文利用IGS 5个站的观测数据分7个时段进行了GPS/GLONASS组合精密单点定位计算,与单独GPS精密单点定位的结果在精度和收敛时间方面进行了性能比较。结果表明,在当前GPS卫星数量充足的情况下,增加少量的GLONASS卫星对定位精度的提高帮助不大,但能显著改善滤波收敛的时间。     

组合GPS／GLONASS精密定位的观测值随机模型

为了获得组合GPS／GLONASS精密定位结果，该文从理论和数值实例两方面分析了研究组合GPS／GLONASS观测值随机模型的重要性，提出了两种利用观测值的误差残差估计随机模型的方法，即验后估计法和方差－协方差迭代法。理论和数值结果表明，这两种随机模型估计方法与采用经验随机模型相比，可以提高整周模糊度解算的可靠性和定位精度，所提出的观测值随机模型估计方法理论上更严格，实践上可行，并建议采用方差－协方差迭代法估计组合GPS／GLONASS精密定位的观测值随机模型。     

GPS/GLONASS组合精密单点定位研究

讨论了GPS/GLONASS组合精密单点定位的数学模型,并以IRKJ跟踪站的观测数据为例,分别利用GPS和GPS/GLONASS组合两种方式进行精密单点定位解算。计算结果表明,当GPS观测卫星数较多(9~10颗)时,组合GPS/GLONASS较单系统GPS的精密单点定位精度及收敛速度有一定改善,但效果不明显。当GPS卫星数较少(4~5颗)时,引入GLONASS卫星进行GPS/GLONASS组合精密单点定位,其定位精度及收敛速度较单系统GPS精密单点均有显著改善。     

GPS/GLONASS组合精密单点定位模型及结果分析

在GPS和GLONASS观测方程中考虑硬件延迟偏差的基础上,推导了GPS/GLONASS双系统组合精密单点定位的数学模型,并分析了硬件延迟偏差对估计的未知参数的影响。利用IGS跟踪站的观测数据和动态实验数据,对组合GPS/GLONASS精密单点定位模型进行了试算,并与GPS单系统精密单点定位的结果进行了比较。     

GLONASS频间码偏差特性分析及其在宽巷模糊度固定中的应用

GLONASS采用的频分多址技术使得接收机接收不同卫星信号时存在频间偏差(inter-frequency bias, IFB),导致GLONASS模糊度难以固定,是造成GLONASS轨道精度低于全球定位系统（global positioning system,GPS）的一个重要因素。目前国际GNSS服务（international GNSS service, IGS）分析中心仅有欧洲定轨中心(centre for orbit determination in Europe, CODE)提供GLONASS的固定解轨道。基于适用于长基线的GLONASS模糊度固定方法,采用区间搜索法确定频间相位偏差(inter-frequency phase bias, IFPB)斜率,修正IFPB对双差模糊度的影响,从而实现GLONASS无电离层组合模糊度固定,获得固定解的超快速轨道。利用全球均匀分布的测站对该方法在GLONASS超快速轨道解算中的效果进行验证分析,实验结果表明,一个月内不同基线的IFPB斜率在时域上均非常稳定,所有基线IFPB斜率平均标准差（standard deviation,STD）为0.38 mm;改正IFPB后GLONASS卫星模糊度固定成功率随基线长度增加而下降,固定成功率最高为95%,最低为88%,平均为94%;模糊度固定后,超快速轨道与CODE产品比较,计算部分精度提升26.8%,3~6 h预报轨道精度提升18%;内符合计算部分轨道精度提升20%,3~6 h预报轨道精度提升13%;卫星激光测距（satellite laser ranging, SLR）残差检核结果也显示模糊度固定后SLR残差有所减小,说明该方法可以有效进行GLONASS模糊度固定并提升超快速轨道精度。     

GPS/GLONASS组合标准单点定位性能分析

利用广播星历及伪距进行单历元单点定位,通过精度比较分析,得出GPS定位精度优于GLONASS,组合系统优于单系统;同时给出了初步的定权方案。     

GPS/GLONASS组合静态相位相对定位算法

论文介绍了GPS/GLONASS组合静态相位相对定位模型,将GLONASS双差观测方程的模糊度参数表示成参考卫星的单差模糊度和双差模糊度参数;用误差分析法证明了单差模糊度按实参数估计不影响基线解算精度,而GLONASS双差模糊度必须按整参数进行解算;用Helmert方差分量估计确定GPS和GLONASS观测值的合理权比。实际观测数据处理结果表明：GPS/GLONASS组合定位较单一系统解算的基线精度均有提高,尤其比GLONASS单系统的解算精度有显著提高,比GPS单系统的精度也有适当提高,其中单历元基线解算精度约提高了10%,当单一系统的可用卫星数少于4颗时,GPS/GLONASS组合定位更具有应用价值。     

基于GPS/GLONASS组合系统的单点定位研究

介绍了GPS/GLONASS定位系统发展状况,在分析GPS单点定位数学模型的基础上,研究了GPS/GLONASS组合系统伪距单点定位的数学模型,编程实现了GPS/GLONASS组合系统伪距单点定位程序。分别比较GPS单系统、GLONASS单系统与GPS/GLONASS组合系统单天6 h伪距单点定位精度,结果表明,组合系统单点定位精度优于GPS单系统与GLONASS单系统结果。     

Helmert方差分量估计在GPS/GLONASS组合定位中的应用

介绍了GPS/GLONASS组合定位模型,探讨了组合定位解算中的时间系统转化和坐标系统转化的问题,研究了利用Helmert分差分量估计进行验后定权的方法及其步骤,对IGS基准站nano某一天的观测数据进行组合定位解算与分析,认为在GPS/GLONASS组合定位解算中选择1∶0.210 6的权比,能够提高单点定位的精度。     

GLONASS现代化进程及其带来的机遇和挑战

GLONASS作为与GPS同时开始研制和投入运行的系统,但在发展方面明显的滞后于GPS。综述了GLONASS现代化的计划和进程,分析了GLONASS现代化进程中各阶段的具体实施情况,论述了由GLONASS现代化为我们带来的机遇和挑战。     

GPS/GLONASS相位差分的数据处理方法

由于GLONASS与GPS在系统上存在差异 ,致使GLONASS的载波相位差分的数据处理与GPS的有明显的不同 ,必须使用特殊的方法。本文给出了GPS、GLONASS及GPS/GLONASS联合相位差分的数学模型和一种数据处理方法 ,并对实测数据进行处理 ,给出了双卫星系统的定位结果及结果分析     

Helmert验后方差估计在GPS/GLONASS组合单点定位中的应用

在给出组合GPS/GLONASS单点定位原理后,提出了利用Helmert验后方差估计法对GPS/GLONASS观测值定权的方法,并结合应用实例,通过对比分析说明该方法的可行性,实践表明该方法定权比采用固定权或经验定权更具有合理性。     

基于DREAMNET的GPS/BDS/GLONASS多系统网络RTK定位性能分析

随着BDS系统完成亚太地区组网、GLONASS系统再次实现满星座部署以及GPS系统的现代化,多系统集成已逐步成为网络RTK技术的发展趋势。本文结合笔者所在课题组自主研发的网络RTK数据处理系统DREAMNET,对不同卫星系统组合模式下的定位精度进行比较分析。试验结果表明,GPS/BDS/GLONASS网络RTK和GPS/BDS网络RTK的定位精度最高,GPS、BDS单系统网络RTK次之。此外,随着高度角的增加,GPS单系统网络RTK的可用性显著降低,而GPS/BDS/GLONASS网络RTK在高度角为40°时依然可以在99.84%的时间里提供水平精度0.01 m、高程精度0.025 m的定位服务。最后,对15 d的定位结果进行统计,包括不依赖GPS系统的BDS和BDS/GLONASS在内的6种组合方式皆可达到水平0.01 m、高程0.025 m的定位精度,其中GPS/BDS/GLONASS网络RTK则可以得到水平0.006 m、高程0.015 m的定位精度,证明DREAMNET的定位精度和稳定性完全可以满足测绘作业的需要。     

BDS/GPS/GLONASS组合单历元姿态测量性能对比分析

相比于单一卫星导航系统,多卫星导航系统组合具有显著增加可用卫星数目、改善卫星空间几何结构等优点,因而多卫星导航系统组合应用成为近年来关注的热点。在复杂观测条件下,利用BDS/GPS/GLONASS组合进行载体姿态测量具有单系统无法比拟的优势。首先阐述了BDS/GPS/GLONASS组合超短基线解算的双差模型以及姿态测量基本原理;然后分析了BDS/GPS/GLONASS组合多频单历元姿态测量性能。通过实测静态数据设置不同高度截止角进行分析表明:相比于单系统及双系统组合的姿态测量,BDS/GPS/GLONASS组合能够有效地提高姿态测量的精度、稳定性和可用性。当运动载体处于高楼、峡谷等受遮挡严重的复杂环境时,BDS/GPS/GLONASS组合单历元姿态测量更具有应用价值。     

GPS/GLONASS组合精密单点定位研究

与模糊度为浮点解的精密单点定位（precise point positioning,PPP）相比,PPP模糊度固定技术具有更快的收敛速度和更好的定位精度。但当GPS卫星数目少或几何构形不好时,需要较长时间实现GPS PPP模糊度的首次固定,通过加入GLONASS卫星可以有效缩短首次固定时间。推导了基于整数相位钟法的GPS/GLONASS组合PPP模型并进行了大量实验解算。40组静态模拟动态实验表明,GPS PPP模糊度首次固定平均需要50.2 min,但在GLONASS辅助下只需25.7 min,减少了48.8%,而且定位精度也有提高。车载动态实验表明,由于受观测条件限制,GPS PPP模糊度难以固定,但在GLONASS辅助下仍能实现GPS PPP模糊度固定。     

GPS/GLONASS定位系统融合的坐标转换研究

GPS和GLONASS卫星定位系统分别采用WGS-84和PZ-90坐标系。为统一两种卫星定位成果,欧、美、俄于20世纪90年代各自求出两坐标系之间的转换参数。目前三种参数尚未统一,对GPS/GLONASS联合定位造成较大影响。本文针对国外介绍PZ-90和WGS-84坐标系相互转换时常用的转换模型及三种不同转换参数进行比较分析。分别选用地面GPS参考站坐标和GLONASS卫星轨道坐标,用三种坐标转换参数进行转换,对转换结果差异及其对单点定位和相对定位精度造成的影响进行全面分析比较,得出一些有益结论。     

GLONASS卫星位置的动力学改进算法

为了减弱由于广播星历拟合引起的误差,本文提出了一种基于动力学轨道改进的GLONASS卫星位置算法。该算法仅采用GLONASS广播星历信息就能够提高GLONASS卫星位置坐标的计算精度。算例表明,该方法能够有效减弱GLONASS卫星广播星历的拟合误差,卫星位置的精度损失从0.5m降到mm级;外推2-3h,精度损失也仅在cm级水平。     

GPS和GLONASS系统下RAIM空洞预报

接收机自主完好性监测（RAIM）是卫星导航系统完好性监测的方法之一。一定时空条件下的RAIM可用性,可以通过RAIM空洞直观的反映出来,可以为飞行提供预警;利用不同期GPS、GLONASS实际星座,仿真分析了单星座以及GPS／GLONASS组合星座RAIM可用性,绘制了RAIM空洞图,具有一定的参考价值。