北斗卫星导航系统伪距差分定位技术研究

阐述了北斗卫星导航系统(BDS)伪距差分定位模型,比较了该模型与GPS伪距差分定位模型的差异。结合实例对BDS和GPS的基线解算进行了比较,分析了两模型基线解算结果的精度,发现伪距差分能达到亚米级至米级的精度,可为BDS地基增强建设提供新思路;并探讨了BDS卫星可见数对伪距差分定位的影响,得出有益的结论。     

北斗三频消电离层伪距差分定位及其精度分析

我国的北斗系统（BDS）是目前唯一全系统卫星播发三频信号并能提供区域成熟导航定位服务的卫星定位系统。相比双频信号,利用三频信号有望获得更好的导航定位结果。本文基于实测BDS三频数据,主要测试分析了双频消电离层组合和三频模式下的最小噪声消电离层组合的伪距差分定位性能。首先利用历元间观测值差分的方法,获取了实测BDS数据3个频点的伪距精度;其次应用最小范数法求解了三频最小噪声消电离层组合系数。理论分析结果表明,三频伪距噪声最优组合相比双频情况有所改进,但幅度不大;基于实测北斗三频数据的定位结果也显示出相同的结论,即定位精度略有提升,但幅度不大。     

地磁暴对北斗用户伪距定位的影响分析

地磁暴是近地空间经常发生的一种自然现象.发生磁暴时,电离层会发生明显的波动,导致电离层模型改正精度下降,进而影响单频用户定位解算结果.利用哈尔滨、北京、三亚三个地区的观测结果,计算了2017年4月地磁暴发生前后的电离层变化,并分别解算了双频模式、单频基本导航模式和单频增强模式下的伪距定位结果,对比了不同模式定位结果的差异.发现在地磁暴期间,双频定位结果最好,单频增强模式的结果稍逊于双频结果,两种模式一般优于单频基本导航模式.     

MGEX差分码偏差产品对BDS-3伪距单点定位的影响研究

为研究不同差分码偏差(differential code bias,DCB)产品对BDS-3伪距单点定位的影响,推导了BDS-3单频和双频无电离层组合伪距单点定位卫星端DCB改正模型,基于多模全球导航卫星系统（global navigation satellite system,GNSS）实验跟踪网发布的中国科学院(Chinese Academy of Sciences, CAS)和德国宇航中心(Deutsches Zentrum für Luftund Raumfahrt,DLR)两种DCB产品,并结合全球不同纬度均匀分布的国际GNSS服务测站连续7天的BDS-3实测数据对B1I、B1C和B2a单频与B1C/B2a、B1I/B3I两种常用无电离层组合伪距单点定位精度进行对比分析。实验结果表明,在B1I、B1C、B2a 3种频率和B1C/B2a、B1I/B3I两种组合中,CAS产品改正后的定位精度整体上优于DLR产品,具体来说,定位精度的平均值在E、N、U 3个方向上分别提高了3 cm、1 cm和6 cm。     

基于卡尔曼滤波的北斗伪距单点定位算法研究

为了提高北斗伪距单点定位的精度,提出了一种基于多普勒频移和伪距观测值的北斗卡尔曼滤波单点定位算法,并利用实测数据对该算法的可行性与稳定性进行了验证。试验结果表明,该算法在一定程度上提高了伪距单点定位的定位性能。其中,静态定位在平面方向提高42%,高程提高22%;动态定位在平面方向提高33%,高程提高21%。     

基于北斗短报文的卫星通信车快速组网方案设计

针对现有卫星通信车使用过程中存在的配置复杂、过程长,以及必须依托已有通信渠道进行参数协商的弊端,设计了一种利用北斗短报文的卫星通信车快速组网方案,给出了详细方案,设计了自主可控的车载中心控制单元硬件结构、北斗短报文可靠传输协议、数据传输格式以及双北斗终端乒乓使用机制,方案有效解决了卫星通信车使用过程中的弊端,实现了快速组网。      

G PS 与北斗伪距单点定位性能对比分析

为分析北斗系统正式向亚太地区提供区域服务以来其伪距单点定位精度,以及与G PS伪距单点定位精度进行比较,本文采用C＋＋独立编写了G PS和BDS的伪距单点定位程序,并对武汉大学在亚太地区布设的北斗系统连续观测基准站网在2013年1月15日所采集的G PS和北斗的数据进行解算。通过比较G PS和北斗在一天中各个单历元解的散点分布,N、E、U方向的偏差,PDOP值和可见卫星数的变化,来比较GPS与北斗伪距单点定位的性能。实验结果表明：G PS与北斗的伪距单点定性能相差不大,G PS的定位精度可以保证15 m以内,而北斗系统的定位精度优于20 m 。     

基于卡尔曼滤波方法的BDS动态伪距差分定位算法研究

针对北斗卫星导航系统(BDS)最小二乘伪距差分方法定位精度及稳定性不足的问题,提出了一种基于卡尔曼滤波方法的伪距差分算法,并进行了静态以及人行慢动态两种条件下的实验.对实测数据结果的处理分析表明,卡尔曼滤波方法在静态条件下,东、北、高三个方向精度分别提升55%、23%、48%.在动态条件下,东、北、高三个方向精度分别提升71%、49%、33%.     

BDS/GPS实时动态网络伪距差分定位

针对基于单基准站的伪距差分定位方法中,随着流动站与基准站距离的增加,大气误差相关性减弱,定位精度将会降低的问题,该文采用网络伪距差分方法,利用网络将多个基准站的伪距改正数实时传输给流动站,并内插流动站改正数,提高定位精度的同时扩大差分范围。实验表明,该方法提高了常规伪距定位精度,实现了实时分米级定位,可满足大多数用户的导航定位需求。     

基于虚拟观测值的伪距差分方法研究

针对当前伪距差分服务观测值双差模式基准站坐标涉密不能在线传输与伪距改正数模式标准格式无法兼容北斗卫星导航系统（BDS）的问题,本文基于局域连续运行参考站（CORS）网数据,生成虚拟格网综合伪距改正数,并进一步生成虚拟伪距观测值,向用户实时播发虚拟观测值与站点坐标,用于用户差分定位．实验证明,虚拟格网伪距观测值差分可为用户提供平面亚米级、垂直优于1.5 m的定位服务．对实验数据进行分析,给出了格网差分最优配置方案．本文方法在解决上述两个问题的基础上由于服务端计算压力恒定,不受用户数限制,从算法上解决了大量用户并发接入服务的问题．      

北斗与GPS组合伪距单点定位精度分析

主要介绍了北斗与G PS组合单点定位时的原理和模型,根据自编程序,利用同济大学TJA站的数据进行计算及分析比较GPS伪距、北斗伪距、北斗/GPS组合伪距单点定位的精度。结果表明：北斗伪距单点定位的精度平面方向上达到3m以内,高程方向优于8 m ,满足普通导航定位的需求。北斗/G PS组合伪距单点定位精度明显优于单系统。在单系统观测条件差时,组合系统可以减少对单一系统的依赖性,而且还可以增强卫星定位的稳定性和可靠性。     

智能手机虚拟格网伪距差分定位方法研究

针对智能手机全球卫星导航定位系统(GNSS)观测数据质量差、定位精度低的问题,该文提出了基于多普勒平滑的格网伪距差分算法.首先对观测数据进行分析、粗差剔除,再利用多普勒观测值对伪距进行平滑,最后利用虚拟格网伪距观测值改正相关误差进行定位.结果 表明:经过手机观测值质量控制,利用多普勒观测值平滑伪距后进行虚拟格网伪距差分,可以得到平面优于1.5m,垂直优于3 m的定位结果.     

北斗卫星导航系统单频伪距绝对定位精度分析

利用北斗卫星导航系统进行导航定位具有全天候、高精度、不受其他定位系统限制等优点.为验证目前系统定位精度,采用单频伪距绝对定位的方式,对系统试运行阶段和正式提供区域服务后两天的观测数据进行处理和分析.结果表明:北斗系统单频伪距绝对定位能够达到米级精度,可以满足基础测绘和日常生产的需要.     

GPS/GLONASS伪距差分的数据处理

讨论了ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ伪距差分定位的数据处理的数学模型。着重分析和比较了ＧＰＳ,ＧＬＯＮＡＳＳ和ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ差分定位的结果。     

北斗单频相位平滑伪距精度分析

利用北斗/GPS双系统接收机于2013年第144和145天采集两组北斗和GPS单频数据,分析对应时段的GDOP值,发现北斗卫星GDOP值在4-6之间,略大于GPS的GDOP。并利用单频相位平滑伪距,分别计算各个系统平滑前后NEU方向的单点定位误差,对比结果发现,北斗的伪距单点定位经过相位平滑后精度有明显的提高,但是需要一定的收敛时间;而GPS平滑后的误差收敛很快,但精度改进不大。     

北斗/GPS组合伪距单点定位性能测试和分析

目的 讨论了北斗/GPS伪距单点定位联合解算的数学模型,并根据北京、武汉两地的北斗/GPS双系统实测数据,在多种模拟遮挡环境下将北斗/GPS联合解算结果与北斗、GPS单系统在可见卫星数、PDOP值、定位精度、定位可用性等方面进行了对比分析。结果表明,相对于单系统伪距单点定位,北斗/GPS组合定位大大增加了可见卫星数,减小了PDOP值,并在观测条件较差的环境下有效地改善了定位精度、显著提高系统定位可用性。     

基于网格中心点虚拟参考站的伪距差分方法

传统网络伪距差分定位方法中,服务端播发多个基准站观测卫星的伪距改正数和坐标,流动站用户接收所有基准站伪距改正数后内插得到自身所需伪距改正数。为简化流动站算法、保护国家大地坐标安全,本文提出了基于网格中心点虚拟参考站的伪距差分方法,该方法是将经纬线网格的中心点作为虚拟参考站,将基准站的伪距改正数内插到该虚拟参考站上,播发各虚拟参考站坐标和伪距改正数,流动站通过单点定位确定所在网格,利用其中心点上参考站的伪距改正数进行差分定位。试验表明,该方法在静态与动态情况下平面与高程方向均能获得亚米级定位。     

一种高精度的北斗伪距单点定位加权算法

为提高北斗伪距单点定位的精度与速度,文章提出了一种基于互差中值理论的加权最小二乘算法。通过北斗实测数据验证:该算法的定位精度较最小二乘算法和直接解算方法的定位精度有较大提高,并能有效地减少问题卫星的影响。该算法对于当前导航定位接收机的改进具有较大的参考价值。     

机载伪卫星差分定位精度分析

简要介绍了伪卫星的基本概念和作用,详细论述了无人机机载伪卫星系统的工作模式,并对系统误差源进行了深入的分析,提出在机载伪卫星系统中引入伪距差分技术,介绍了机载伪卫星系统伪距差分技术的工作原理和实现方式。最后利用仿真的方法进行了验证,仿真结果表明,伪距差分技术可以有效地消除机载伪卫星系统中最大的误差源——卫星钟差,进而大大提高定位服务精度。