恒星日滤波的修正以及对高频GPS定位的影响研究

对现有的恒星日滤波方法进行了修正,提出了利用站点获得的卫星星历分段计算卫星平均轨道周期的方法。实例结果表明,相比修正前的恒星日滤波,修正后的滤波可更有效地提高定位精度,坐标三分量(N、E、U)分别提高了4.5%、5.2%和6.2%,而且在0.001～0.08 Hz频率域上也可获得更好的效果。     

北斗单历元基线解算与恒星日滤波算法

对单历元相对定位解算方法进行了研究,编制了相应的北斗数据处理软件,对两条1km以内的短基线数据进行了测试.根据基线解算结果提取了测站的多路径误差时间序列,并通过最大相关性分析确定了多路径误差的周期,在此基础上提出了适用于北斗系统的恒星日滤波算法.     

一种快速获取观测量的改正数的间接平差方法

本文介绍了一种快速获取观测量的改正数的间接平差方法,给出了其数学模型。     

析观测值平差改正数的精度

本文从观测值、改正数、估值的基本定义出发,引导出了它们方差间的关系和改正数应具备的精度,并对控制网的平差计算提出一些建议。     

非差误差改正信息的大范围单历元网络差分方法

针对网络差分方法多采用双差模型,但双差模型在实现时不够灵活的问题,提出一种基于非差误差改正信息的大范围单历元网络差分方法。此方法能够克服双差网络差分模型的缺点,用户不需要选择一个参考站作为主参考站,更不需要主参考站的观测数据进行双差组合,从而减少了数据传输量,作业方式更加自由、灵活,且算法简单、作业范围大。大范围区域内的流动站用户利用非差误差改正数进行误差改正,然后可实现单历元网络差分定位。实验表明,该方法可完成大范围单历元网络差分定位,并能够得到分米级精度的定位结果。     

球面多路径格网的恒星日滤波算法及其在PPP中的应用

针对传统的观测值域恒星日滤波在卫星精密单点定位（precise point positioning,PPP）应用中存在的问题,提出球面多路径格网的恒星日滤波算法并应用到静态PPP中,设计了确定格网大小的统计方法,给出了算法的实施步骤。利用全球分布的10个IGS监测站接收的GPS卫星实测数据进行了试验验证,结果表明,本文算法能够明显削弱地面连续运行监测站载波相位观测量的多路径误差;应用本文算法后,1~3 h的静态PPP定位精度得到明显提高,E、N、U三方向RMS分别提高41.59%、38.60%、36.96%。     

GNSS观测值域增强PPP定位中综合改正数质量控制算法

若全球卫星导航系统(GNSS)观测值域综合改正数中存在粗差或周跳则不可避免地会影响精密单点定位(PPP)增强的定位结果. 针对综合改正数中可能存在的异常,对综合改正数质量控制方法开展研究并提出异常识别与控制算法. 该算法根据综合改正数特点,利用经过频间和二阶历元间差分后的综合改正数组合值采用中位数法进行异常识别与定位,并对使用该异常值的卫星采用模糊度重新初始化、降权或剔除方法进行控制处理,以减少异常值对结果的影响. 以平均边长为26 km的部分香港连续运行参考站(CORS)组成的参考网以及科廷大学提供的零基线数据对该方法验证,结果表明:对30 s采样间隔的数据该方法能够有效探测出差分组合值中大部分1周以上的较大异常和部分1周以内的异常,有效控制部分异常值对定位结果的影响.      

利用非差观测量估计北斗卫星实时精密钟差

研究并实现了基于非差观测量的北斗卫星实时钟差估计算法,利用全球53个多模全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)实验跟踪网(multi-GNSS experiment, MGEX)站的北斗与全球定位系统(global positioning system, GPS)观测数据进行实时钟差估计,分析了实时钟差产品的精度与定位性能。多天统计结果表明,本文生成的GPS实时钟差与事后钟差符合较好,精度优于0.07 ns,略低于事后钟差产品,验证了基于非差观测量的实时钟差估计软件的处理精度。本文解算的北斗实时钟差的精度为0.1~0.15 ns,略低于GPS卫星。基于实时钟差进行模拟动态精密单点定位(precise point positioning,PPP)实验,北斗与GPS在水平方向的定位精度为0.041 m和0.058 m,高程方向的精度为0.069 m和0.037 m,定位结果分别与事后钟差解算的结果符合较好,表明实时钟差与事后钟差差异不大。     

北斗广域差分分区综合改正数定位性能分析

目前北斗广域分米级星基增强系统在钟差改正数、轨道改正数的基础上,提出了基于相位观测值的分区综合改正数,介绍了分区综合改正数的概念及单频、双频用户的使用方法与定位模型。利用中国范围不同地区的北斗观测数据和对应的分区综合改正信息,统计了单频和双频用户分区综合改正精密单点定位的精度,并对其收敛性进行了分析。通过与使用GFZ提供的北斗超快速精密星历的定位效果比较,验证了分区综合改正定位在实时定位中的优势。在此基础上进一步对中国范围内分区综合改正定位效果与分区中心距离的关系进行了分析,并对不同观测时间长度的定位效果进行比较。结果表明,经分区综合改正后的双频用户平均25 min内动态定位三维误差能收敛至0.5 m以内,收敛后的定位精度为水平0.15 m,高程0.2 m;单频用户平均20 min内动态定位三维误差能收敛至0.8 m以内,收敛后的定位精度为水平0.3 m,高程0.5 m。随着用户站距离分区中心越远,定位效果总体呈现变差的趋势。总体上,当用户在分区中心1 000 km范围内时,北斗广域分区综合改正数将能提供实时分米级定位服务。     

多系统GNSS卫星轨道快速积分方法

快速高效且高精度的轨道数值积分算法是多系统GNSS卫星联合快速精密定轨的重要基础。本文从自适应变换Admas积分步长和多卫星同步积分两方面研究了多系统GNSS卫星轨道快速积分方法。为了验证该方法的精度和效率,利用武汉大学(WHU)与欧洲定轨中心(CODE)发布的事后精密星历进行轨道动力学拟合。试验结果表明:GPS/GLONASS/BDS/Galileo 4个系统卫星平均三维RMS均优于20mm;在不损失传统方法精度的前提下,单颗卫星平均积分与拟合耗时仅需0.09s,较传统逐颗卫星固定步长积分算法提升了14倍,并且随着卫星数的增加,效率提升越明显。     

Sidereal filtering based on single differences for mitigating GPS multipath effects on short baselines

Carrier-phase multipath effects are one of the most significant error sources in precise Global Positioning System (GPS) positioning applications. A new sidereal filtering algorithm based on single differences is developed to mitigate multipath effects for short-baseline high-rate GPS applications such as structural deformation monitoring. This method differs from traditional sidereal filtering in that our method operates on the single differences rather than the coordinates or double differences. A multipath model for the single differences on the reference day is established for each satellite and is used to remove multipath errors from observations of subsequent days by taking advantage of the sidereal repeatability of multipath signals. Using both simulated and real GPS observations, we demonstrate that this method is insensitive to different weighting strategies used in computing single differences from double differences. Applying the proposed method can reduce the root mean square (RMS) of positioning noises by 82% on average. Compared to sidereal filtering (in either coordinate or double differences domain) and aspect repeat time adjustment, this method can further reduce the RMS values by 13 and 7%, respectively. Wavelet spectra have shown that the proposed method is more effective in mitigating multipath errors of both long and short periods. This method is also more advantageous in that it is applicable when different GPS satellites are observed on different days.     

Systematic error mitigation in multi-GNSS positioning based on semiparametric estimation

Joint use of observations from multiple global navigation satellite systems (GNSS) is advantageous in high-accuracy positioning. However, systematic errors in the observations can significantly impact on the positioning accuracy if such errors cannot be properly mitigated. The errors can distort least squares estimations and also affect the results of variance component estimation that is frequently used to determine the stochastic model when observations from multiple GNSS are used. We present an approach that is based on the concept of semiparametric estimation for mitigating the effects of the systematic errors. Experimental results based on both simulated and real GNSS datasets show that the approach is effective, especially when applied before carrying out variance component estimation.     

动态Kalman滤波模型误差的影响

动态Kalman滤波模型误差的影响与静态平差模型误差影响不同。它包括观测异常误差影响和动力学模型异常的影响。本文分别讨论了观测异常误差和动力学模型异常误差对当前历元滤波结果的影响及对后续历元滤波结果的影响;构建了异常误差影响表达式,并对各类异常误差的检测方法进行了分析。     

Characteristics of raw multi-GNSS measurement error from Google Android smart devices

GPS Solutions - Binary offset carrier (BOC) modulation technology is widely used in newly developed and modernized global navigation satellite systems. BOC signal offers superior performance over...     

多系统融合精密单点定位在机载雷达电力线巡检中的应用

通过无人机搭载激光雷达(LiDAR)测量系统进行电力线巡检实验,提出了一种基于多系统精密单点定位(PPP)的机载LiDAR电力线巡检方法,重点分析了基站差分、单系统PPP、多系统融合PPP三种处理策略生成POS数据的方法,并利用江苏省中北部采集的机载雷达数据及人工布设的控制点结果进行验证. 实验结果表明:三种方法得到的POS数据均方根误差(RMSE)均在0.016 m以内,与单系统PPP相比,多系统PPP在高程方向提高了12%,在东(E)方向提高了21%,在北(N)方向提高了17%,文中提出的方法生成三维(3D)点云数据精度较高,生成的点云数据精度满足精细电力线巡检的要求.      

一种载波相位残差的精密卫星钟差插值方法

该文针对传统的精密卫星钟差插值方法没有考虑精密单点定位技术解算数据特点的不足,提出了一种基于载波相位观测值残差的精密卫星钟差插值方法。在精密单点定位中,卫星钟误差将部分体现在载波相位观测值残差中,基于此,考虑将载波相位残差的变化趋势引入到插值的过程中,达到提高插值精度的目的。利用IGS分析中心提供的精密卫星钟差数据进行分析,结果表明:新方法的插值精度为0.2ns~0.7ns;和线性插值、样条插值、Hermite插值、多项式拟合和Lagrange插值等5种传统的插值方法相比,新方法的插值结果在最大误差、平均误差、均方根误差方面均有显著改善,其中均方根误差相比5种传统方法的平均改善率最大达到了37%。     

Feasibility analysis of baseband architectures for multi-GNSS receivers

GPS Solutions - Receiver design challenges arising from new GNSS signals include required intermediate frequency, sampling rate, modulation type, spreading code, and secondary code. Several...     

一种基于极值检测与自适应滤波的图像去噪算法

标准中值滤波及其一些改进算法对于被低密度脉冲噪声污染图像的处理可取得令人满意的效果,图像被严重污染时,这些算法得到的结果均不理想。针对这一缺陷,基于文献[1]提出的一种滤波算法进行改进。首先,利用极值法对图像进行检测,判断出噪声及非噪声点;其次,设置滤波模板的最小及最大尺寸,对噪声点进行窗口逐渐增大的滤波处理。计算机模拟实验结果及对SAR图像滤波结果表明:该滤波算法在噪声去除及边缘和图像细节保持上优于标准中值滤波及其一些改进算法。