BDS载波相位历元间差分测速方法研究

针对载波相位历元间差分测速前后历元选取不同广播星历计算时,卫星钟差跳变导致测速结果错误突变的问题,提出前后历元仍采用相同的广播星历来计算卫星位置和钟差的改进方法。用北斗实测数据验证了方法的正确性,并评估了北斗测速的精度。实验结果表明:静态条件下,北斗载波相位历元间差分测速精度可达mm/s级;动态条件下,采样率1Hz,测速结果与高精度组合导航测速结果符合精度为cm/s级;并且测速精度与物体的动态条件(如加速度)有一定的相关性。     

BDS广播星历的轨道误差分析

北斗卫星导航系统(BDS)已经正式投入运行,在卫星导航市场面临着GPS和GLONASS的竞争与挑战。因此,系统的性能即成为决胜市场的关键。对于实时导航的用户而言,广播星历是其能够正常定位导航的前提。对BDS的广播星历精度进行评价,无论是对系统的建设和后期发展,还是对用户市场的拓展,都具有重要的意义。分析结果表明,BDS的IGSO和MEO的广播星历精度与GPS相当,但是GEO卫星要差一些。     

GPS/BDS卫星摄动力数值分析

由精密星历利用拉格朗日插值公式求二次导数的方法计算了卫星在J2000.0惯性坐标系下的总加速度;利用现有的力模型计算了地球中心引力,地球非球形摄动力,太阳、月球和其他行星的摄动力,地球固体潮摄动力,相对论效应摄动力对GPS/BDS卫星所产生的加速度数值大小;利用G-file里的BERNE太阳光压模型参数计算了GPS卫星太阳光压摄动加速度大小;对GPS/BDS卫星所受的不同摄动力进行了数值分析,对同一摄动力对不同类型卫星的影响进行了数值分析比较。结果表明,现有力模型与GPS/BDS卫星所受的实际作用力仍有一定的差距,不同类型卫星所受摄动力有明显差异,在精密定轨的实际应用中应根据不同类型卫星建立合适的力学模型。     

BDS与GPS群延迟的异同分析与应用

针对BDS群延迟与GPS群延迟在定义以及导航定位应用中的差异问题,该文提出了在当前各接收机生产厂家输出的BDS广播星历RINEX 2.1x格式不统一情况下,BDS广播星历群延迟信息的正确使用方法,以及在进行导航定位解算时应该注意的问题。从观测方程出发,详细阐述BDS-TGD与GPS-TGD的异同,针对当前的BDS广播星历现状,通过对比分析得出各接收机生产厂家对BDS广播星历群延迟信息的处理方式,并给出各种情况下该信息的正确使用方法。利用实测的BDS观测数据进行实验取得了良好的定位效果。该文对于BDS群延迟定义的认识及其在导航定位应用中正确使用具有一定的参考价值。     

BDS广播星历组间位置偏差分析

通过分析星历组间位置偏差的时序变化评估BDS区域卫星导航系统的广播星历性能。文中详细分析了不同广播星历龄期(IODE)和不同的轨道类型(GEO、IGSO和MEO)之间星历组间偏差的差异,结果显示:广播星历组间位置偏差对用户的平均影响约为0.23m;各卫星径向方向偏差最小;对于GEO和IGSO卫星,地影期间会带来较大的组间位置偏差;IODE更新规律的不同会引起组间偏差的差异。     

GPS/GLONASS/BDS广播星历轨道误差分析

针对GPS、GLONASS、BDS组合定位中观测值定权的问题,利用广播星历计算卫星位置,以IGS提供的精密星历为参考,将卫星坐标的三维均方根误差与附有加权因子的用户等效距离误差作为精度指标,对各系统轨道误差进行对比分析,找寻其规律。对2013、2014、2015各年8月份轨道误差进行分析,结果表明BDS系统在逐步完善,GPS/GLONASS/BDS 3系统轨道误差的权比在3年间显示出5∶2∶1、5∶2∶2、5∶2∶3的变化。以后的组合定位观测值可参考2015年的权比定权。     

基于BDS广播星历的卫星坐标拟合精度分析

针对利用广播星历计算卫星位置时,需反复计算、效率较低的问题。提出利用切比雪夫多项式对广播星历进行卫星轨道拟合,即先计算部分固定时间间隔的卫星坐标作为已知节点,利用不同的拟合阶数,将拟合点与直接法求出的对应点求差,分析其拟合精度。实例表明,只要采取合适的拟合时间间隔和拟合阶数,广播星历拟合精度就可以满足要求。      

基于BDS广播星历的卫星轨道拟合精度分析

在实时定位导航中,为了提高利用BDS广播星历计算卫星位置的效率,提出将卫星轨道拟合为一个多项式.首先利用切比雪夫多项式拟合法,将拟合时段固定为1 h,拟合间隔固定为5 min,每30 s选取一个检验点,利用不同的拟合阶数,分别对GEO、IGSO、MEO三类不同类型的北斗卫星轨道进行拟合分析;然后将拟合阶数固定为9,利用2～6 min的拟合时间间隔,将三类卫星作为整体进行轨道拟合分析.算例表明,只要选取合适的拟合阶数,三类不同类型的北斗卫星轨道拟合精度都较高,拟合误差最大值在厘米级,误差均值在毫米级,满足精度要求;固定9阶拟合多项式时,2～6 min时间间隔的拟合精度都可以满足精度需求.切比雪夫多项式拟合法适用于BDS广播星历的卫星轨道拟合.      

GNSS差分协议校验方法的比较

详细的比较了4种常见的差分协议所用到的校验方法的异同,其中RTCM2.3采用的是奇偶校验的方法,RTCM3.0采用的是循环冗余检验方法,而CMR和CMR+采用的则是数据块之和模256这样的方法.通过算例以及理论分析,从校验方法的编码效率、容错率等方面对其进行比较分析.     

基于BDS精密星历产品的水汽探测性能分析

研究北斗卫星导航系统（BDS）反演大气可降水量的性能有利于推动BDS在数值天气预报、气象学研究等方面的应用. 基于武汉大学发布的BDS最终精密星历产品(WUM)、快速精密星历产品(WHR)和超快速精密星历产品(WHU),利用MGEX站和单基站连续运行参考站（CORS）提供的全球卫星导航系统（GNSS）多模观测数据,在验证三种BDS精密星历产品解算对流层天顶延迟的精度达到要求后,将基于三种BDS精密星历产品解算的大气可降水量分别与GPS水汽探测结果、ERA-5再分析资料和探空站数据进行对比,分析基于三种精密星历产品的BDS水汽探测性能. 实验结果表明:基于BDS最终精密星历产品的大气水汽探测精度高于快速星历产品和超快速星历产品,三种BDS星历产品反演大气可降水量的相对精度和可靠性与GPS相当,满足中小尺度数值天气预报和气象学研究等要求.      

基于Allan方差的BDS随机误差分析

BDS观测数据噪声的辨识对提高BDS定位精度具有非常重要的意义,大量研究表明GPS非差随机模型并不服从高斯白噪声分布,北斗系统由于其星座和频率的多样性,噪声特征将明显不同于GPS。本文利用iGMAS大量高频实测数据,通过Allan方差分析,对比研究了BDS的噪声成分与其参数。试验结果表明,BDS非差噪声成分与GPS相同,主要为白噪声与一阶马尔科夫过程噪声,但是具体参数不同。BDS相位白噪声为2.50 mm,大于GPS的2.33 mm;GM过程噪声为2.38 mm·s^-1/2,小于GPS的4.43 mm·s^-1/2,相关时间为77.07 s,大于GPS的55.51 s。大量试验数据表明BDS的噪声参数聚集程度大于GPS,对环境的敏感程度低,噪声相关时间更长,过程噪声更小,这在北斗精密定位中还有待精化。     

BDS基线解算不同时段精度差异分析

北斗导航卫星系统(BDS)已投入运行并完全覆盖我国区域,验证和评估BDS定位精度成为当前的研究热点。本文在河北和四川地区进行了当天内分时段的BDS基线解算,比较结果显示,BDS系统具有良好的稳定性,外符合精度在0.2 m之内,计算基线弦长中误差满足10 mm+5×10^-6D的国家C级控制网的精度要求,同一基线多天分时段解算结果呈现规律性变化,不同时段的结果差异较大,凌晨及傍晚时段的结果精度较高,下午时段的结果精度较差。     

BDS/GPS实时变形监测技术的软件实现

阐述了BDS/GPS变形监测实时算法,并利用C#和C语言研发了BDS/GPS实时变形监测软件。该软件支持多种格式的数据采集、存储、解算和图形显示。精密导轨试验结果表明,5 min的BDS/GPS实时解在E、N、U 3个方向的重复性精度分别为1.0~1.3 mm、1.4~1.7 mm和2.7~3.5 mm,探测精度在平面和高程方向分别为0.2~0.4 mm和1.1 mm。     

基于BDS+GPS中长基线多频RTK定位的快速收敛模型

随着全球卫星导航系统(GNSS)进入多系统时代,天空中导航卫星的可见数不断增加,而我国北斗卫星导航系统(BDS)也已开始面向用户提供三频导航信号,这都有利于改善RTK定位的精度和可靠性。本文提出了一种BDS+GPS中长基线多频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,然后用其辅助提高GPS宽巷模糊度固定成功率,最后采用将电离层延迟误差和对流层延迟误差参数化的策略以加快窄巷模糊度浮点解的收敛速度,缩短模糊度首次固定的时间。结合实测数据进行的验证分析结果表明,利用本文算法对模糊度进行解算是可行的。     

遥感影像融合质量评价方法研究

在多源遥感影像融合中,融合技术的千差万别使得融合方法对影像质量起着关键作用。如何准确地评价融合质量是影像融合的一个重要组成部分。本文通过主观评价和客观评价法对遥感影像融合的质量进行了探讨,利用Matlab系统分析了遥感影像融合中的评价指标,对PCA、IHS和Brovey融合法进行了对比分析。     

一种基于单接收机旋转的北斗快速精确定向新方法

利用1台北斗接收机以一定的臂长和角速率围绕固定中心旋转,解决了定向中北斗卫星导航系统中5颗GEO卫星静止不动和观测时间短造成的观测方程复共线性问题,推导了定向的基本原理,并概要设计了定向系统。仿真结果表明,在3 min时间内定向精度可优于10 s;在利用GPS接收机进行物理仿真时,实现的外符合定向精度优于80 s。     

Landsat影像海岸带土地利用动态监测方法研究

海岸带土地利用变化在全球环境变化中备受关注。因此,比较分析适宜的、精度较高的土地利用动态监测方法对海岸带土地利用研究具有相当重要的意义。本文选取连云港内土地利用变化强度较大的海岸带作为研究对象,针对1986年和2013年两期Landsat影像采用图像差值法、主成分分析法和波段组合法3种差值法进行比较分析和精度评定,得出主成分分析法最适宜研究区。     

车载激光彩色点云的道路标志线提取方法

以车载激光扫描点云数据为研究对象,提取了车载激光扫描系统获取的路面道路标志信息;利用点云数据的坐标、RGB、强度等属性信息,提出了一种适用于城区街道道路标志线的自动提取方法流程;提出了点云高差法、灰度差值法、强度差值法和动态网格密度法配合使用解决问题,实现了目标物的提取。通过SSW激光建模测量车扫描的多个路段的点云数据试验,道路标志线点云的提取成功率达到90%以上,达到了算法的预期目标,具有较高的实际应用价值。     

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。