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。     

附有基线长度约束的模糊度快速解算方法

在超短基线数据处理中,基线长度可以通过钢尺精确测量,把基线长度作为约束条件,提出了一种附有基线长度约束的快速解算模糊度的搜索新方法.根据双差观测方程得出模糊度浮点解,在浮点解周围建立模糊度搜索空间,利用基线长度约束条件搜索模糊度整数解,进而快速确定基线解.通过一个算例展示该方法的效果.     

GPS动态定位中相位模糊度的解算方法

本文提出一种联合利用载波相观测量和伪距测量，采用适当的搜索算法来求解正确相位模糊度的模型。初步结果表明，对于短基线（＜１０ｋｍ），采用本算法只需约２分钟的动态观测即可得正确的相位模糊度，且动态接收机的定位精度达１－２ｃｍ。     

单频GPS短基线快速定位中的少数历元算法

研究了短基线时利用少数历元的单频GPS载波相位观测值进行快速定位的一种算法。基于TIK-HONOV正则化原理,选择了一种具有物理意义的正则化矩阵,以减弱法矩阵的病态性。新算法只需解算几个历元的单频GPS相位数据,就可得到比较准确的模糊度浮动解及其相应的均方误差矩阵,用均方误差矩阵代替协方差阵,结合LAMBDA方法,可准确、快速地确定模糊度,最后得到基线向量的解。结合短基线算例,将少数历元算法与最小二乘估计的结果作了比较分析,得出了新解法的有效性。     

一种检验GPS整周模糊度解算有效性的方法

检验解算的整周模糊度是ＧＰＳ精密快速定位的一个重要课题，过去已提出不少方法，然而这些方法都存在一定的缺陷，本提出一种新的方法，它是基于模型可区分度的概念，该方法利用可接受的第一、二类错误概率，计算边界值，并与固定解中最小残差二次型和次最小残差二次型比较，以确认相应于最小残差二次型的整周模糊度的有效性。     

一种检验GPS整周模糊度解算有效性的方法

检验解算的整周模糊度是GPS精密快速定位的一个重要课题。过去已提出了不少方法,然而这些方法都存在一定的缺陷。本文提出一种新的方法,它是基于模型可区分度的概念。该方法利用可接受的第一、二类错误概率,计算边界值,并与固定解中最小残差二次型和次最小残差二次型比较,以确认相应于最小残差二次型的整周模糊度的有效性。     

差分GPS载波相位整周模糊度快速解算方法

本文提出了一种整周模糊度的快速求解方法,将差分GPS的测量值分配到主要测量值集合和次要测量值集合中,用主要集合中的相位测量值限定简约搜索空间,而次要集合中的相位测量值用来验证候选集合。利用已知的基线长度的约束条件,对搜索空间进行了简约,提高了求解整周模糊度的速度,同时,通过Cholesky分解提高搜索效率。     

GPS快速定位方程的病态性对整周模糊度及基线解的影响

GPS快速定位的数据处理一般是基于整数最小二乘理论,参数估计通过浮点解、整周模糊度的搜索、固定解三个步骤实现。当观测时间较短时,观测量间具有较强的相关性,用LS估计未知数的法方程严重病态,导致模糊度及基线浮点解与其正确值差距较大。本文通过实例研究了不同观测时间的GPS快速定位方程的病态性程度及其对模糊度和基线解的影响,计算结果表明当观测时间少于2分钟时,采用LS结合LAMBDA法难以求出可靠的固定解。     

顾及模糊度函数及残差的GPS快速定向算法

GPS除了能进行定位、测速和授时外，还可以进行方位的测量。对基于两片GPS OEM板同步载波相位观测量来测定载体的精确方位进行了算法研究。应用GPS的相位双差观测方程和两个天线间已知的准确距离，对方位角和俯仰角进行两维的搜索，搜索中采用了模糊度函数作为初始判断依据，然后再依据一定历元数据的残差进行分析得到比较准确的方位角。从而再反求出相位的模糊度，最后采用最小二乘原理计算出基线矢量，从而最终得到精确的方位和俯仰角。经过试验表明，该算法是切实可行，在5m基线下，方位精度能达到0．08度，而且定向时间一般只需40秒钟左右。     

一种基于多频模糊度快速解算方法的BDS/GPS中长基线RTK定位模型

随着全球卫星导航系统（global navigation satellite system,GNSS）进入多系统时代,空中导航卫星的可见卫星数不断增加,中国北斗卫星导航系统（BeiDou navigation satellite system,BDS）已开始面向用户提供三频导航信号,这都有利于改善单历元实时动态定位（real-time kinematic,RTK）的精度和可靠性。中长基线单历元RTK通常采用电离层无关组合算法,但是该方法将观测噪声进行了放大,模糊度固定成功率随着基线长度的增加而明显降低。提出一种BDS/GPS（global positioning system）中长基线单历元多频RTK定位算法,先以较高成功率快速固定BDS的两个超宽巷模糊度,继而通过简单变换得到BDS宽巷模糊度,然后将其辅助提高GPS宽巷模糊度固定成功率,最后采用将电离层延迟误差参数化的策略以提高BDS/GPS窄巷模糊度固定成功率。结合实测数据进行验证分析,结果表明本文算法是可行的。     

GPS短基线整周模糊度的直接解法

提出了在位移值较大的情况下(0.7 m),通过多种载波相位组合,解算短基线GPS整周模糊度的方法。导出了在解算过程中保证L1和L2载波的整周模糊度N1和N2为整数的条件,从而将DC(direct calcu-lation)算法[1]不仅推广到大变形的情况,而且推广到短基线GPS整周模糊度的解算,解决了快速准确解算短基线GPS整周模糊度的问题。     

附有运动轨迹约束条件的整周模糊度快速分解算法

分析对比了GPS数据处理中使用的天线相位中心的相对改正方式和绝对改正方式,使用绝对改正模式具有更多的优点,而使用不同的天线相位改正模式时,会对GPS数据处理结果产生影响。利用BerneseGPS软件对某城市CORS系统网的实例数据进行了计算,结果表明,采用不同的相位中心改正方式对坐标结果在高程方向会造成cm级的影响,网的尺度比会变化6.4ppb,对流层天顶方向总延迟的估计值之间的差别为-6.9±4.0mm。     

一种动态参考站RTK模糊度解算方法

根据两空间的不同特性和两空间模糊度之间的匹配关系,提出了双空间搜索算法,使两空间的模糊度候选值明显减少,因此可以加快模糊度的搜索速度,并用车载试验数据验证了方法的正确性。车载"动对动"定位结果与常规RTK结果比较,精度达到mm级。     

遗传算法解算GPS短基线整周模糊度的编码方法研究

将遗传算法（GA）应用于GPS短基线模糊度解算过程，实现了二进制编码和实数编码方法，并对这两种编码方法在实际计算过程中的实现效率和复杂度进行了分析比较。针对双差模糊度的整数特性，笔者在实数编码内取整后再生成个体进行算子操作。试验结果表明，经过修改的实数编码遗传算法可以取得比二进制编码更高的可靠性和成功率，是更适于双差模糊度搜索采用的编码方法。     

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。     

BDS/GPS组合单历元基线解算方法

阐述了BDS/GPS单历元解算函数模型的相关理论,并进行了相应的公式推导。在此基础上,利用基于正则化的载波相位解算模型,解算宽巷模糊度。首先将BDS卫星宽巷模糊度值作为约束固定出IGSO和MEO卫星的模糊度;然后再将IGSO和MEO卫星模糊度值作为约束来固定GEO卫星模糊度。通过实测数据对该方法进行测试和分析,结果表明:BDS/GPS组合系统单历元宽巷模糊度成功率为100%;基频模糊度成功率90%以上;N、E、U方向定位精度达到了毫米至厘米级。     

基于部分整周模糊度固定的非差GPS精密单点定位方法

近年来,精密单点定位(PPP)模糊度固定技术不断发展,模糊度正确固定后可以提高短时间的定位精度。然而固定错误的模糊度,将引起严重的定位偏差,因此对PPP模糊度固定的成功率和可靠性进行研究很有必要。本文探讨了采用非差小数偏差(FCBs)改正的PPP模糊度固定方法;同时提出了一种分步质量控制的PPP部分模糊度固定(PAR)策略。通过欧洲CORS数据对该方法进行验证,结果表明:PPP模糊度固定可以提高小时解静态PPP定位精度。同时,采用部分模糊度固定策略,能够有效控制未收敛模糊度影响,提高用户端PPP模糊度固定成功率。     

流动站与参考站不同采样率GPS数据处理新方法

针对动态GPS相对定位时流动站与参考站采用不同采样率的情况,提出了在全部同步历元先行平差的基础上,将流动站上每两个最近同步历元之间的非同步数据作为一个数据段单独处理,以相邻历元相位差分值作为观测量,整体平差段内所有非同步历元流动站坐标的分段平差方法。该方法顾及了历元间差分定位所带来的相关性,有效地改善了历元间差分定位误差累积效应。算例表明,新方法更为严密可靠,并提高了流动站定位精度。     

中长基线GPS网络RTK模糊度快速解算的一种新方法

提出采用选权拟合的正则化方法。利用参考站坐标准确已知的条件作为约束,设计出正则化矩阵,使法矩阵的病态性得到了较大的改善,只用几个历元的数据求解,能较准确得到模糊度的浮点解。在此基础上,结合LAMBDA方法可以快速地确定整周模糊度。以4条中长基线的实测数据为例,本文方法用5个历元的单频L1数据就能求解出整周模糊度。与现有方法相比,新方法可采用单频GPS数据实现中长基线GPS网络RTK的整数模糊度快速解算,而且可靠性好,有良好的应用前景。