基于北斗卫星导航系统伪距单点定位研究

随着北斗卫星导航系统的不断发展与完善,系统的定位方式、可靠性及服务精度等方面的研究受到测绘行业的共同关注。围绕伪距单点定位方法,从单点定位模型建立和各项误差改正进行研究。通过编写的数据处理程序,利用实测数据,验证了单点定位模型选取和误差改正方法的有效性和可行性,实现了北斗伪距单点定位数据处理和精度评定。     

伪距单点定位的精度分析及改进

GPS伪距单点定位速度快、不存在整周模糊度,因此具有很大的应用价值。分析了电离层延迟、对流层延迟、相对论效应、地球自转改正对伪距单点定位结果的影响,介绍了两种多历元求解时处理接收机钟差的方法,最后讨论了如何以大地坐标和高斯坐标为参数进行定位求解。     

GPS/BDS组合单点定位算法及结果分析

介绍了GPS、北斗卫星导航系统的时间和坐标系统,并对二者之间的转换和统一进行了概括分析,推导了GPS/BDS组合单点定位的函数模型和随机模型。编制了相应的计算程序,对实测数据进行了处理与分析。结果表明:相对于单系统,GPS/BDS组合系统能够增加可观测卫星数、减小DOP值、提高定位的精度和可靠性,同时也说明算法可行,程序可靠。     

基于观测噪声的BDS/GPS伪距差分定位随机模型分析

合理的随机模型对提高GNSS定位精度具有重要的现实意义。针对高度角定权等常规随机模型无法较准确评估伪距观测值质量,提出一种基于伪距观测噪声的分区定权方法。首先,基于载波、伪距双差观测量构建几何无关组合,并利用滑动窗口取平均法进一步分离出伪距观测噪声;在此基础上,以观测噪声越小对定位解算贡献率越大为原则,建立了观测噪声分区定权的随机模型;最后,设计伪距差分静、动定位实验分析其性能。结果表明,在不同距离条件下,基于观测噪声的分区定权模型无论是在静态还是动态伪距差分定位中,定位精度都要优于等权及高度角定位模型。该随机模型有效提高了伪距定位精度,且易于实现,具有一定的实际应用价值。     

近海环境的BDS/GPS差分及PPP定位性能评估

基于远海测量试验,利用精密单点定位(PPP)技术和单站差分技术进行事后和实时定位,分别利用单BDS、GPS和BDS/GPS组合进行定位试验,对定位精度和算法可靠性进行分析。研究表明单站差分技术在海上中短基线(≤150 km)的定位中相比PPP技术具有更高的精度和技术可靠性,另外相比GPS,BDS更适合国内近海的导航定位作业,双频观测条件下能实现亚分米级的定位精度。该研究对海上定位理论和BDS的推广应用具有借鉴意义。     

基准站坐标偏差对伪距差分定位的影响研究

从伪距差分定位的双差公式出发,详细推导了基准站坐标偏差对流动站定位结果的影响公式。实验结果表明,基准站坐标偏差的差值将被直接传递给流动站的定位结果中,从而证明了理论上推导的公式的正确性。所得结论对利用伪距差分定位具有重要的参考价值。     

基于星间历元间差分的精密单点定位研究

为实现深远海潮汐动态变化信息的实时监测,在历元间差分模型基础上进行星间差分,设计并实现了基于星间历元间差分的精密单点定位算法。利用1Hz静、动态实测GPS数据验证结果表明,静态观测下X、Y、Z方向的历元坐标差均小于1cm,各坐标分量精度(RMS)优于0.16cm;海洋浮标低动态下,与成熟的GAMIT/TRACK软件解算结果比较,二者在X、Y、Z方向的坐标差较差均小于2cm,各坐标分量较差精度(RMS)优于0.5cm。     

基于双频P码的GPS伪距单点定位研究及精度分析

首先给出了GPS伪距单点定位的几种主要误差的改正模型：电离层延迟、对流层延迟、地球自转改正、相对论效应改正等,然后采用双频伪距改正电离层延迟影响并利用IGS精密星历,通过算例来分析双频P码伪距单点定位的精度。     

星历精度对GPS单点定位的影响

探讨了GPS单点定位技术的原理、方法及数据处理中的一些关键技术,分析了广播星历和IGS提供的精密星历(IGR、IGU和IGF)对单点定位精度的影响,通过实验数据分析,得出在准实时的高精度解算中,可以利用快速星历代替最终星历进行解算。     

跟踪环路误差对卫星导航伪距测量精度影响的评定

伪距测量精度决定了伪距定位的精度。伪距测量值主要由卫星至用户机的真实距离、卫星钟差、大气传播延迟、用户机钟差、用户机通道延迟以及用户机跟踪环路误差组成。提出了伪距测量精度的三种评定方法。详细推导了如何通过数据仿真将伪距观测值中的用户机跟踪环路误差与其他误差进行分离,将得出的数据用于评定计算以获得伪距测量精度。最后通过算例,证明了方法的可行性,并分析了这三种方法的优缺点。     

GPS监测站伪距观测量评定广播星历精度的研究

论述了GPS监测站伪距观测量评定广播星历精度的基本方法。同时,分析并计算得出:利用GPS监测站载波相位观测量平滑伪距能明显提高伪距观测量评定广播星历的精度。采用2004年7月19日拉萨站伪距观测量对IGS提供的广播星历的精度进行了评定,实验结果表明,广播星历提供的卫星轨道精度从总体上达到3m左右。     

三维激光扫描单点定位精度评定方法研究

三维激光扫描技术是当前的一种新技术,其仪器的精度评定方法还不完善,提出两种三维激光扫描单点定位精度评价方法,即外部符合精度评价方法和内部符合精度评价方法。介绍了两种方案的实施过程,并且通过实验进行了分析,得到了较好的评价结果。     

GPS精密单点定位数据解算的精度对比

分别采用GAMIT和GrafNav两种不同的软件对南海区域不同时间、不同地点所测得的GPS精密单点定位数据进行了解算,并对同一数据的解算结果进行了精度分析。研究结果表明:这两种方法解算所得结果互差达到厘米级,说明GrafNav满足GPS精密单点定位数据解算要求,具有一定的应用参考价值。     

Bancroft算法在多卫星导航定位系统解算中的推广应用

提出了一种改进的Bancroft算法运用于组合双系统SPP解算。为检验新算法的解算精度,选取2013年2月采集于武汉大学实验大楼楼顶的GPS/BD双频双模接收机实测数据进行解算。实验结果表明改进的Bancroft算法与传统的最小二乘算法的解算精度相当,其解算效率与最小二乘算法相比提高了22%,从而验证了改进的Bancroft算法在组合双系统SPP解算中的可行性及优越性。     

RTK布设高精度控制点的可行性分析

GPS RTK可以实时获取流动站的坐标,但无法确定点位坐标精度的可靠性。利用高精度基线检定场对RTK测量成果的精度估计进行了研究,证明在具备高等级已知点位成果时RTK测量可用于获取较高精度的控制点。     

IRNSS/NavIC Single-Point Positioning: A Service Area Precision Analysis

The Indian Regional Navigation Satellite System (IRNSS) has recently (as of May 2016) become operational. The system has been developed with the objective of offering positioning, navigation, and timing (PNT) to users in its two service areas, covering the Indian landmass and the Indian Ocean, respectively. It is the goal of this contribution to provide further insight into the full-constellation L5 pseudorange single-point positioning (SPP) capabilities of the system. A detailed dilution of precision (DOP) analysis of its two service areas, including the identification, in location and time, of poor receiver-satellite geometries is provided. It is hereby demonstrated how the impact of some of these poor receiver-satellite geometries can be mitigated by means of height-constraining. An overview and analysis of the SPP precision is also provided including easy-to-use representative day-averaged values for a grid of locations covering the two service areas.     

精密单点定位技术在海上工程中的应用

结合海上科研工程实践,对GPS精密单点定位模型及数据处理方法进行研究,并采取陆上静动态定位和海上动态定位试验进行了精密单点定位精度统计和分析。结果表明:在超出常规差分定位基线长度限制的广阔海域,采用精密单点定位技术可实现亚米级实时动态定位,为海上高精度实时动态定位应用提供了技术依据。     

Fast BDS Positioning Convergence Based on the Contribution of GPS Observations

Comparing to single BeiDou Navigation Satellite System (BDS) Precise Point Positioning (PPP), a method which can more quicklydetermine the ambiguity parameters of BDS through applying the contribution of GPS observations is proposed and analyzed in this article. The numerical examples and analysis show that the ionosphere-free ambiguities of BDS satellites can be determined and converged more quickly because of the contribution of GPS observations. The average improvement of the convergent speed of positioning is 18.5% and its positioning accuracy in N, E, and U components are improved by 29.4, 30.3, and 34.4%, respectively, with the contribution of the a priori coordinates obtained from GPS observations. This method is useful for single BDS system positioning when there is a priori information provided by GPS or other sensors which be replaced by and can be applied at the beginning of the computation.