浅谈GPS定位在网络优化中的应用

利用GPS定位计算距离,通过采用辅助无线网络添加邻区的方法,提高添加邻区的合理性与有效性,对提升网络质量,提高工作效率,实现网络优化工作的高效能有着重要的作用。     

BDS/GPS伪距相位联合定位对病态性改善程度分析

针对北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)/全球卫星导航系统(Global Positioning System,GPS)载波相位定位的病态性,提出采用伪距观测来改善上述问题,并对比分析了在我国8个地面站不同精度伪距观测量的引入对载波相位定位病态性的改善效果,这种病态特征可以通过伪距与载波相位联合观测得到的法方程条件数表示.实验结果表明:伪距观测对载波相位定位的病态性有很大程度的改善,且BDS系统的改善程度比GPS更大;伪距观测精度越高,联合定位的病态性程度越弱;在较短的观测时间内,伪距观测量的引入,对载波相位定位病态性的改善效果非常明显.     

轨道摄动影响GNSS卫星可见性的分析研究

针对GNSS卫星轨道数据受到摄动力的影响产生偏差的现象,研究轨道扰动对卫星可见性的影响．借助STK(Satellite Toolkit)仿真软件,结合TowBoday、J2、J4和HPOP四种轨道预报模型对卫星轨道进行仿真研究;选取TowBoday、J2和HPOP三种模型对星座系统仿真,生成地面测控站对星座卫星的可见性分析报告．仿真结果表明:摄动力会对卫星轨道产生扰动;引入摄动力的轨道方程能解算出更为准确的轨道根数;HPOP模型能更为精确地进行卫星轨道的预报,在该模型下,纬度和经度方向上的最大误差分别为0.076°和0.115°,径向方向上高度最大误差为3.226 km;卫星轨道的扰动对卫星可见性产生一定的影响,最大误差为9.913 s.      

控制网连接点坐标值粗差的可定位性研究

在原有测量控制网(称旧网)的基础上建立同级扩大网或低级加密网(称新网)时,新旧网之间的重合点(称连接点)坐标值粗差的检验是平差前的一个重要环节。本文将连接点坐标视为带协方差阵的观测值,采用数据探测法定位其粗差。借助于 Gauss-Markov模型下两个备选假设检验的理论,推导了连接点相关坐标观测值粗差可定位性基本公式,讨论了各类平面网中连接点坐标观测值粗差的可发现性和可区分性。     

智能手机多频多系统实时动态的定位性能分析

随着位置服务的发展,人们对定位精度的需求不断提升. 目前智能手机定位主要依赖于全球卫星导航系统(GNSS)芯片所提供的芯片解,其精度仅为米级. 2016年,谷歌宣布允许开发者获取手机GNSS原始观测数据,为研究手机GNSS高精度定位算法提供了支持. 为探索智能手机多频多系统实时动态(RTK)的定位精度和可靠性,文中基于华为P40智能手机开展了静态和动态环境下的多频多系统RTK的定位性能分析. 结果表明:在静态环境下,智能手机多频多系统的RTK定位精度要优于芯片解,在东(E)、北(N)、天(U)三个方向的定位误差均方根(RMS)分别为0.20 m、0.39 m和0.31 m,比芯片解提高了57%、71%和75%;在动态环境下的定位精度依然能够达到分米级,相比于芯片解在E、N、U三个方向上的定位精度提高了37.84%、47.22%、53.68%.      

Ａｎｄｒｏｉｄ智能手机间相对定位性能分析

针对目前连续运行参考站系统布设密度不足和使用成本较高的问题,提出一种将Ａｎｄｒｏｉｄ智能手机放置于 固定点上作为基准站进行智能手机间相对定位的方法。超短基线数据分析结果表明,智能手机伪距和载波双差残 差均呈正态分布,这说明残差中不存在有色噪声成分,无需对传统的伪距、载波双差模型修正。将测地型接收机作 为基准站,智能手机作为流动站的相对定位结果作为比较对象,同型号智能手机间相对定位精度与比较对象定位精 度相当,不同型号智能手机间相对定位精度差于比较对象定位精度,所有组合的智能手机间相对定位内符合精度都 差于比较对象的内符合精度。动静态定位结果表明,将Ａｎｄｒｏｉｄ智能手机作为基准站进行智能手机间相对定位可实 现亚米级定位精度。     

基于天地图的实时定位跟踪系统研发

设计开发了基于天地图的实时定位跟踪系统。利用天地图提供的应用程序编程接口,开发了B/S模式的在线实时定位跟踪平台;实现了Windows CE手持终端的定位数据采集,并利用通用分组无线服务技术发送客户端定位信息至服务器,利用AJAX技术实现对客户端实时跟踪。实验结果表明该系统运行稳定、数据传输可靠、开发成本低廉,该实时定位跟踪系统是实现天地图空间位置服务的前提,有着较高的应用价值。     

基于格网化高精度卫星导航定位服务方法的网络RTK精度分析

针对一种在虚拟参考站(VRS)技术基础上,进行改进的基于格网化高精度卫星导航定位服务方法,测试并分析了该方法格网划分分辨率不同对网络实时动态定位(RTK)精度的影响,在常规格网划分条件下,选取动态场景的应用数据,分析了该方法的网络RTK动态应用精度. 测试结果表明:随着格网划分距离增加,网络RTK精度随距离增加会降低. 其中,2′×2′和4′×4′格网划分模式下,定位残差序列除个别异常点外,几乎都在厘米以内,且精度统计相当,故可以选择4′×4′作为常规格网划分,满足少量相对固定的虚拟格网点观测量计算,且定位精度维持在厘米级. 常规格网划分条件下,RTK动态跑车定位水平残差序列为厘米级,高程残差序列在分米级,能够达到动态应用精度要求.      

控制网连接点坐标值粗差的可定位性研究

在原有测量控制网（称旧网）的基础上建立同级扩大网或低级加密网（称新网）时，新旧网之间的重合点（称连接点）坐标植粗差的检验是平差前的一个重要环节。本文将边接点坐标视为带协方差阵的观测值，采用数据探测法定位其粗差。借助于Ｇａｕｓｓ－Ｍａｒｋｏｖ模型下两个备选假设检验的理论，推导了连接点相关坐标观测值粗差可定位性基本公式，讨论了各类平面网中连接坐标观测值粗差的可发现性和可区分性。     

车载分散式协同定位算法性能分析

为了提高GNSS拒止环境下车辆编队的定位精度,克服集中式滤波依赖中央处理单元且整体计算量大,进而导致协同定位系统可靠性低的问题,提出一种基于OD/SINS(里程计/捷惯导组合导航)模式下分散式协同定位算法.在OD/SINS组合导航系统方程的基础上构建了分散式协同定位模型,建立了基于位置反馈校正的测量模型,并引入载体连线...     

GNSS实时周跳修复算法与精密单点定位测试分析

全球卫星导航系统(GNSS)能够为用户提供定位、导航和授时(PNT)服务,被广泛应用于国防安全保障和国民经济建设中.实时精密单点定位(RT-PPP)是一种高精度卫星导航定位方法,针对信号中断导致的重新初始化时间长的问题,提出一种基于历元间差分伪距和载波相位观测量的周跳修复算法,设计了一种RT-PPP算法,并介绍其实现流程.采用国际GNSS服务(IGS)观测站数据进行周跳修复实验,成功率在99%以上,缩短了重新收敛时间.在楼顶进行推车实验,RT-PPP在水平方向定位精度优于1 cm,高程定位方向精度为2～3 cm.     

GNSS精密单点定位与惯性导航紧组合理论模型

针对精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)动态定位精度低、收敛速度慢等问题,本文采用PPP/INS紧组合系统来达到改善PPP动态定位性能的目的。本文对PPP/INS紧组合的观测方程、误差补偿模型、参数估计模型等进行详细推导。通过车载实验采集的卫星观测数据和不同等级的惯性数据,对动态PPP及PPP/INS紧组合的定位定姿性能进行分析,评估不同等级惯性传感器对PPP/INS紧组合定位精度和收敛速度的影响。实验结果表明:PPP/INS紧组合在北—东—高方向的位置RMS相对于PPP分别改善了70.2%、29.1%和16.8%,达到4.8 cm、12.3 cm和7.4 cm。在卫星跟踪条件良好时,惯性传感器性能对PPP/INS紧组合定位精度影响不大;而在卫星观测条件不足时,惯性传感器性能对PPP/INS紧组合定位精度影响明显。此外,仿真和恶劣条件下的数据结果表明,PPP/INS初始定位精度与收敛速度随惯性传感器性能提高而改善明显。     

BDS-3 PPP/INS紧组合定位性能分析

随着我国北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)的全面建成,基于BDS-3的高精度定位定姿应用需求日益迫切.推导了无电离层组合模式BDS-3精密单点定位(PPP)模型及地心地固坐标系下的惯性导航系统(INS)误差方程,构建了BDS-3 PPP/INS紧组合定位滤波模型,分别针对BDS-3 PPP、BDS-3 PPP/INS松组合、BDS-3 PPP/INS紧组合三种模式进行了定位性能评估.实验结果表明：BDS-3 PPP/INS松组合与BDS-3 PPP位置精度基本一致;BDS-3 PPP/INS紧组合在东(E)、北(N)、天顶(U)方向位置精度为分别7.9 cm、9.3 cm、9.4 cm,较BDS-3 PPP/INS松组合位置精度分别提升了38.3%、33.1%、35.6%,速度精度分别提升了27.3%、45.8%、12%,姿态精度相当.     

我国导航与位置服务的进展及思考

导航与位置服务是继移动通信、移动互联网之后又一发展非常迅速的新兴信息产业。本文首先详细分析了导航与位置服务产业的发展现状及其特点,探讨了导航与位置服务产业链及其产业布局的构成。然后,根据该产业的特点,进一步阐述了导航与位置服务产业发展的前沿技术及趋势;这些前沿技术涉及协同精密定位、社会感知与计算、与5G相融合的通导一体化、与无人机器人相融合的智能导航等。最后,以服务于国家现代化发展重大需求为导向,给出了我国导航与位置服务产业发展的一些思考,主要包括关键技术推广、人才培养、重大战略规划、核心芯片与软件平台、标准制定等5个方面。     

最小二乘配置中粗差的可发现性和可区分性问题

研究最小二乘配置中粗差与随机信号的区分性问题。从观测值残差和信号估值及其统计性质出发，根据高斯马尔可夫模型两个选假设理想，给出了最小二乘配置模型中观测粗差的可区分且可发现的表达式。     

最小二乘配置中粗差的可发现性和可区分性问题

研究最小二来配置中粗差与随机信号的区分性问题。从观测值残差和信号估值及其统计性质出发，根据高斯马尔可夫模型两个备选假设理论，给出了最小二来配置模型中观测粗差的可区分且可发现的表达式。     

精密单点定位用户自主式完备性监测算法

精密单点定位PPP是当前GNSS高精度定位中的关键技术之一,使用的PPP采用扩展卡尔曼滤波估计,未知参数包括站点坐标,接收机钟差,对流层延迟以及虚拟未知数。在QR奇偶检校法的基础上,重点考察设计矩阵向量间的相关距离,将其作为粗差探测和识别的研究对象。通过向量相关距离时间序列,可以区分单个粗差和多个粗差的粗差集。提出精密单点定位的RAIM算法,解决了精密单点定位中的质量控制问题,使得多个粗差的识别更加清晰和快捷。     

智能手机RTK定位软件实现及应用试验

随着芯片技术的发展,智能手机已成为使用最普遍的一类全球卫星导航系统(GNSS)设备,其提供位置服务的能力逐步彰显.为探究将手机作为专业GNSS设备的可行性,利用谷歌开放Android智能终端GNSS原始观测数据这一契机,设计并实现一款手机实时动态(RTK)定位手机应用程序(APP),并基于该APP开展高精度定位应用试验.结果表明：在静态条件下,手机RTK定位精度约达1 dm;在行人和车载动态条件下,可达平面亚米级、高程1～2 m的精度水平,RTK定位精度远高于内置芯片解,但稳定性略差于芯片解.使用手机模拟RTK点测量,其平面精度约达1 m,基本满足地理信息采集和调查等亚米级到米级低精度专业应用的需求.     

GNSS精密单点定位技术及应用进展

综合分析讨论了GNSS精密单点定位(PPP)技术及应用的最新进展。重点对GNSS精密单点定位实数解、固定解、实时精密单点定位、PPP-RTK和多频多系统精密单点定位等5个方面的核心关键技术和实现方法进行了总结和讨论。结合PPP技术的特点和优势,论述了PPP在低轨卫星定轨、地震、对流层和电离层等方面的典型应用。针对多频多系统GNSS的最新发展动态,展望了PPP技术今后的发展趋势,并指出了精密单点定位技术和推广应用还有待进一步研究的问题。     

多卫星导航系统电离层穿刺点分布的仿真分析

针对目前利用GNSS建立的电离层延迟模型无法满足实时、更高精度的导航定位需求的问题,该文基于STK及全国分布的27个地面站,仿真分析了COMPASS、GPS、GALILEO等全球卫星导航系统(GNSS)在中国区域电离层穿刺点分布情况。实验结果说明,单独采用GPS获得的穿刺点数目与GALILEO相当;单独采用COMPASS获得的穿刺点数目相对其他两个GNSS系统较多;而多GNSS系统组合可以明显提升穿刺点数目。此外,对于我国大部分区域而言,单独采用任何一种GNSS系统或多GNSS系统组合,都可保证大部分格网点周围穿刺点数目优于3个;但在我国西南部边缘地区,采用不同的系统组合,穿刺点数目差异较大。本文研究结果表明多GNSS系统组合可显著增加穿刺点数目,有利于提高电离层建模精度。