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。     

一种改进的卫星钟差实时解算算法研究

卫星钟差是卫星定位的重要误差源,实时卫星钟差更是实时精密单点定位的关键技术.基于超快速预报轨道的非差法卫星钟差实时解算,卫星钟差精度会受伪距噪声的影响.基于滤波的参数估计方法,在固定模糊度后,利用载波相位联合模糊度修复伪距,可以削弱伪距噪声,提高卫星钟差解算精度.在实时卫星钟差解算中还可加快模糊度参数的收敛.     

一种实时GPS姿态测量中的整周模糊度的解算方法

GPS实时姿态测量的核心问题是整周模糊度的解算.提出一种适合实时姿态测量的模糊度解算方法,它利用单差平滑伪距进行解算,与传统的模糊度解算方法相比具有许多优点.通过仿真试验对该方法的有效性和实用性进行了验证.     

一种新的中长基线BDS三频模糊度快速解算方法

虽然TCAR能够实现短基线三频模糊度单历元解算,但由于电离层延迟及观测噪声等的影响,中长基线三频模糊度快速解算仍然是导航定位的一大难点。本文提出了一种新的无几何无电离层三频模糊度解算方法。该方法通过对伪距观测值赋予不同的权重,辅助宽巷及窄巷消除电离层残差的影响,使宽巷及窄巷求解只受观测噪声的影响;然后通过多历元的平滑获取宽巷及窄巷模糊度值。通过实测BDS三频长基线数据表明,相比经典TCAR算法,该方法可大大改善中长基线模糊度的求解精度,经过数据平滑并验证基本可以实现中长基线模糊度的快速解算。     

融合轨道轨迹约束的动态单历元整周模糊度解算方法对比分析

GPS动态单历元定位中,高精度定位的关键是整周模糊度的正确解算。针对这个问题,本文利用载波相位双差模型、载波相位联合伪距、宽巷载波联合宽巷伪距、融合轨道轨迹约束条件4种不同的方法解算分析模糊度的浮点解,并用LAMBDA法对模糊度浮点解进行固定,然后以LGO软件的解算结果作为真值,对比分析几种不同方法的实验结果。实验结果表明,解算模糊度的方法不同,模糊度浮点解的精度、分解速度和成功率均不同,宽巷组合的模糊度解算成功率整体高于载波相位联合伪距的解算成功率,而在宽巷组合的基础上增加轨迹作为约束条件后,其模糊度解算成功率进一步得到提高。融合轨道轨迹约束的模糊度分解方法得益于信息量的增加,在一定程度上能够加快模糊度分解的速度。     

地基导航系统高性能快速定位算法

地基伪卫星的基站固定,其对于静态或者低动态的用户缺乏快速的几何变化,需要较长的观测历元来实现定位解算. 为了实现地基导航系统的精密单点定位的快速解算,针对该问题提出利用TIKHNOV正则化算法并与无人机搭载伪卫星平台来辅助地基伪卫星进行定位的方案. 通过仿真验证,TIKHNOV正则化的加入能够在一定程度上提高模糊度解算精度,而空中伪卫星搭载平台的加入不仅能够使得定位结果快速收敛,并且能够提高模糊度浮点解的定位精度,两者相结合能够使得定位算法达到最优化.      

GPS相位与伪距联合实时定位算法

在动态 GPS差分定位中 ,相位观测值整周模糊度的实时确定比较困难 ,利用伪距观测值求解位置虽不存在解算整周模糊度问题 ,但观测噪声较大。将相位和伪距联合起来处理 ,给出了相位平滑伪距和相位与伪距联合解算两种算法 ,两种实时定位方法的精度都远优于单纯的伪距差分方法     

一种序贯平差中长基线模糊度的解算方法

虚拟参考站(VRS)技术是目前GPS网络RTK系统研究领域的热点之一,而参考站间整周模糊度的在线解算则是VRS/RTK的关键技术。本文针对中长基线的整周模糊度解算,采用两步法求解:一是提出了采用消电离层伪距组合和双频相位组合法求解宽巷模糊度,该方法既不需要高精度的P码,也不需要顾及电离层的影响;二是对于解算L1双差模糊度,探讨了采用序贯最小二乘法解算模糊度,提出一种改进的序贯最小二乘方法,本方法既能削弱模糊度解算过程中法方程的病态性,又不影响模糊度固定时间,并结合算例进行了分析。     

地基伪卫星单历元三频组合逐级模糊度解算方法

为解决地基定位系统因基站固定导致几何多样性差,难以使用LAMBDA求解整周模糊度的问题.利用自差分双向时间同步原理,将双向观测值构建出消除钟差的公式.消去了时间误差的特性,将其作为双差测量值的替代,与三频模糊度解算(TCAR)算法相结合求解整周模糊度.在伪卫星平台的实验结果表明,能够实现快速单历元整周模糊度解算.     

基于北斗三频约束的中长基线解算研究

利用北斗三频模糊度易固定的特点,提出一种具有北斗三频约束的BDS/GPS基础模糊度快速解算方法。针对中长基线,利用多历元平滑无电离层组合模糊度,从无电离层组合模糊度中分离出北斗基础模糊度;然后将北斗基础模糊度带入基线解算模型中,约束求解出GPS基础模糊度,最后将GPS与BDS基础模糊度回带观测方程,可实现基线的快速解算。经北斗实测数据验证表明,文中方法可快速固定GPS基础模糊度,较传统卡尔曼滤波求解模糊度方法,大大减少正确固定模糊度所需的原始观测历元数,实现基线的快速解算。     

基于整周模糊度概率特性的有效性检验

准确确定载波相位整周模糊度是快速高精度GPS定位的关键,已有的检验GPS整周模糊度有效性的方法几乎均是基于其为非随机常量建立的,因而都存在一定的缺陷。本文在研究整周模糊度概率特性的基础上,提出一种基于LABMBAD算法的整周模糊度概率分布函数的检验方法。实际演算表明该方法简单有效,统计概念明确。     

时频传递的改进整数相位钟方法

整数相位钟法是精密单点定位（PPP）中应用最广泛的模糊度固定方法之一。利用整数相位钟法进行频率传递的稳定度优于传统PPP,但该方法的钟差计算结果包含系统性偏差,影响时间传递精度。本文介绍了整数相位钟法基本原理,分析了钟差计算结果所包含的系统性偏差成因,提出一种基于星间单差模糊度固定与原子钟精化模型的改进整数相位钟法,并检验改进整数相位钟法的模糊度固定性能与时频传递性能。试验结果表明,改进算法能够有效消除该系统性偏差,利用改进整数相位钟法进行时间传递精度能够达到0.1~0.2 ns,频率传递稳定度达到1.1×10^-15/d。     

多频载波相位组合进行单点定位

不同于双频数据的应用,多频数据的采用对单点定位有着特殊意义,可以更好地获得其模糊度的解。基于卫星导航定位系统多频载波相位线性组合理论,研究了具有特殊意义的组合观测值及其特性。在此基础上,通过多频观测值数据的数值仿真,采用新方法进行整周模糊度快速求解。编制了基于多频载波相位组合单点定位软件,通过结果的比较分析,得出有一定实际应用意义的结论。此方法算法简单,速度快,能够满足实时导航定位的需要,具有工程应用价值。     

下三角Cholesky分解的整数高斯变换算法

针对全球导航卫星系统(GNSS)载波相位测量中,基于整数最小二乘估计准则解算整周模糊度问题。目前以LAMBDA降相关算法和Lenstra-Lenstra-Lovász(LLL)为代表的规约算法应用最为广泛。由于不同算法采用的模糊度方差-协方差阵的分解方式不同,导致难以合理地进行不同算法性能的比较。该文通过分析LAMBDA算法的降相关特点,从理论上推出基于下三角Cholesky分解多维情形下的整数高斯变换的降相关条件及相应公式,并与分解方式不同的LAMBDA和LLL算法作了对比。实验结果表明,降相关采用的分解方式将会直接影响计算复杂度和解算性能,因此该文推导的整数高斯变换算法便于今后基于下三角Cholesky分解的降相关算法间的合理比较。     

基于大倾角的角锥体空间后方交会研究

在摄影测量中,当倾角变大时,由于三角函数的多值性和奇异性导致传统的共线条件方程线性化的空间后方交会方法已经不能稳定地求解出摄影瞬间影像的外方位元素。文中通过对传统空间后方交会、基于单位四元素的空间后方交会和文中所用到的基于简化的DLT线性方程求解线元素初值的角锥体法比较发现,在像片倾角逐渐变大,传统方法和四元素法不能正确求解出外方位元素的情况下,基于角锥体法的空间后方交会仍能稳定、准确地求解出像片的外方位元素。     

实数编码加速遗传算法在GPS变形监测单历元求解中的应用

提出了一种基于实数编码加速遗传算法( RAGA)和模糊度直接计算的GPS变形监测单历元求解新算法.该方法以模糊度函数为适应度评价函数,采用自适应变化率的交叉算子和变异算子对监测点的坐标进行全局最优搜索.当监测点的坐标误差小于某一阈值时,采用直接计算法可固定双差模糊度,实现单历元解算.实例验证该算法具有快速、稳健和可靠等特点,具有一定的实际应用价值.     

Zero-correlation transformation and threshold for efficient GNSS carrier phase ambiguity resolution

The key point of accurate and precise applications of Global Navigation Satellite Systems lies in knowing how to efficiently obtain correct integer ambiguity. One of the methods in solving the ambiguity resolution problem is applying the ambiguity searching technique coupled with an ambiguity decorrelation technique. Traditionally, an integer-valued limitation of the transformation matrix ensures that the integer characteristic of candidates exists after the inverse transformation, but this also makes the decorrelation imperfect. In this research, the float transformation matrix will be considered. To ensure both the integer characteristic and perfect decorrelation can be reached, the float transformation is used indirectly. To solve the ambiguity resolution problem, the problem is transformed by integer and float transformation matrices. The objective of integer transformation is reducing the number of candidates. The target of float transformation is validating these reduced candidates. A zero correlation domain or a near complete diagonalization covariance matrix can be obtained via the float transformation. A space in this domain will be used as the threshold; hence the zero correlation domain is called the threshold domain. The number of ambiguity candidates based on integer transformation can be reduced once again through the proposed method. The experiments in this paper prove that the method can make the ambiguity resolution become more efficient without any drop in the accuracy.     

Testing of a new single-frequency GNSS carrier phase attitude determination method: land,ship and aircraft experiments

Global navigation satellite system (GNSS) ambiguity resolution is the process of resolving the unknown cycle ambiguities of the carrier phase data as integers. The sole purpose of ambiguity resolution is to use the integer ambiguity constraints as a means of improving significantly on the precision of the remaining GNSS model parameters. In this contribution, we consider the problem of ambiguity resolution for GNSS attitude determination. We analyse the performance of a new ambiguity resolution method for GNSS attitude determination. As it will be shown, this method provides a numerically efficient, highly reliable and robust solution of the nonlinearly constrained integer least-squares GNSS compass estimators. The analyses have been done by means of a unique set of extensive experimental tests, using simulated as well as actual GNSS data and using receivers of different manufacturers and type as well as different platforms. The executed field tests cover two static land experiments, one in the Netherlands and one in Australia, and two dynamic experiments, a low-dynamics vessel experiment and high-dynamics aircraft experiment. In our analyses, we focus on stand-alone, unaided, single-frequency, single-epoch attitude determination, as this is the most challenging case of GNSS compass processing.     

基于北斗三频的BDS/GPS宽巷模糊度逐级单历元固定方法

利用北斗三频超宽巷模糊度波长较长易于固定的优势,提出一种基于北斗三频的BDS/GPS宽巷模糊度逐级单历元固定方法。首先利用载波和伪距组合固定BDS(0,-1,1)和(1,4,-5)两个超宽巷模糊度,根据固定后的超宽巷模糊度变换得到BDS宽巷模糊度(1,-1,0),然后将BDS宽巷模糊度作为约束条件与GPS宽巷观测方程联立得到GPS宽巷模糊度浮点解和其方差协方差阵,最后采用LAMBDA算法实现GPS宽巷模糊度的固定。实验结果表明,BDS超宽巷组合可实现100%固定,采用BDS约束GPS宽巷模糊度固定时ratio值均大于2,大于5的占97.8%以上,因此文中提出的方法可实现BDS/GPS双系统宽巷模糊度单历元固定,有效提升GNSS模糊度解算的时效性。     

用遗传算法搜索GPS单频单历元整周模糊度

介绍了短基线利用单频单历元双差载波相位定位时模糊度固定的基本理论，探讨了利用遗传算法快速搜索GPS单频单历元整周模糊度的一些理论和实现的方法．提出了用改进的正则化方法改善浮动解来提高搜索成功率的新思路。算例分析表明，在一定的条件下．应用遗传算法搜索整周模糊度成功率高、稳键性较好。