BDS-3新频点PPP模糊度固定研究

针对BDS-3新频点在精密单点定位解算中的模糊度固定问题，该文采用绝对信号偏差(OSB)改正的方法，对B2a频点在精密单点定位方面的性能进行了研究。首先通过与整数钟差法进行对比实验，验证OSB改正法在模糊度固定方面的可靠性，之后采用该方法对B2a频点构建的双频无电离层组合进行精密单点定位-模糊度固定(PPP-AR)实验，与B1I/B3I的PPP-AR结果进行比较，评估定位精度。结果表明，OSB改正原始观测值的模糊度固定方法有较好的可靠性，收敛速度提升20%,模糊度固定成功率在90%以上；新频点B2a的精密单点定位性能较好，收敛速度和定位精度与B1I、B3I频点相当，采用B2a频点得到的双频无电离层组合在PPP-AR解算时能完成模糊度的快速固定，收敛时间在25 min以内，收敛后误差小于2 cm, B2a频点可用于PPP-AR解算。     

基于伪距/相位OSB的多频多模PPP-AR及其性能评估

在进行多频多模全球导航卫星系统（global navigation satellite system,GNSS）精密单点定位（precise point positioning,PPP）时,以相对形式表达的伪距差分码偏差（differential code bias,DCB）和相位小数周偏差（fractional cycle bias,FCB）种类繁多且修正方法较为复杂。基于此,首先给出了相对形式的伪距/相位偏差与原始观测值上的绝对偏差（observable-specific signal bias,OSB）的转换方法,以及利用该偏差进行非差模糊度固定的具体流程;然后通过实测数据分析不同偏差形式下的PPP模糊度解算（PPP-ambiguity resolution,PPP-AR）定位性能。结果表明,无论是多系统PPP还是多频PPP,其基于OSB的PPP-AR定位精度、收敛时间及固定率均与相对形式DCB/FCB的PPP-AR定位结果相当。其中,三频PPP-AR的动态和静态收敛时间均优于双频,多系统PPP-AR定位的初始化时间和定位精度也均优于单系统。伪距/相位OSB可直接用于修正对应的观...     

附加GGOS对流层产品约束的PPP-AR模型及精度分析

针对因估计对流层延迟导致固定模糊度的精密单点定位(PPP-AR)收敛时间长的问题，该文基于全球大地测量观测系统(GGOS)格网产品，利用双线性二次内插的方法构建了顾及高程补偿的对流层延迟虚拟观测值，提出了一种顾及高程补偿附加对流层约束的PPP-AR方法。将其与传统估计对流层延迟值的PPP-AR及附加国际GNSS服务(IGS)对流层产品约束的PPP-AR进行对比，分别从定位精度、收敛时间和模糊度固定率3个方面进行了分析。结果表明：与传统估计对流层延迟相比，该文提出的方法在U方向定位精度提升明显，平均可提升2.94 cm,提升11.2%;收敛时间平均缩短14.5%;模糊度固定率平均提升1.9%。     

网络RTK动态中长基线模糊度解算方法比较研究

论文对比分析了网络RTK中长基线模糊度固定方法中无电离层组合+宽巷模糊度解算与原始模糊度整体解算两种方法的优劣。实验结果表明:与现有的模糊度解算方法相比,观测值域内的模糊度固定不但可以快速可靠地固定宽巷整周模糊度,而且提高了L2模糊度正确固定的成功率和效率。     

网络RTK参考站间模糊度固定新方法

针对当前网络RTK参考站间模糊度解算时模糊度检验的Ratio值较小、固定时间较长的局限性,提出了一种新的模糊度解算方法用于网络RTK参考站间模糊度的固定.首先在模糊度区域内对原始的模糊度通过整数变换,形成宽巷与L2模糊度及其对应的方差协方差阵,然后采用LAMBDA方法对转换后的模糊度分块序贯固定.实验结果表明,与现有的模糊度解算方法相比,本文方法不但可以快速可靠地固定宽巷整周模糊度,而且提高了L2模糊度正确固定时的Ratio值,便于模糊度的正确检验,减少了模糊度的初始化时间,提高了模糊度解算的成功率.     

GPS/Galileo/BDS三系统全频率PPP-AR性能分析

相位偏差的精确估计是实现精密单点定位(precise point positioning,PPP)非差模糊度固定(ambiguity resolution,AR)的重要前提，但当前国际GNSS服务(International GNSS Service,IGS)分析中心(analysis center,AC)提供的相位偏差产品频率组合有限，使PPP-AR用户也只能使用相应频率的观测值，浪费了多频率的GNSS观测值.为了实现基于任意GNSS频率选择和观测值组合灵活实现PPP-AR (即全频率PPP-AR)，我们针对全球均匀分布的100多个IGS测站1周的静态观测数据，估算全频率可观测相位偏差(observable specific signal bias,OSB)，并使用开源PRIDE PPP-AR软件，进行静态PPP实验.结果表明：伪距和相位OSB产品的平均标准差分别是0.25 ns和0.34 ns，满足PPP模糊度固定的需求. Galileo、北斗三号(BeiDou-3 Navigation Satellite System,BDS-3)频率自由组合时的平均模糊度固定率分别为(98.2...     

融合轨道轨迹约束的动态单历元整周模糊度解算方法对比分析

GPS动态单历元定位中,高精度定位的关键是整周模糊度的正确解算。针对这个问题,本文利用载波相位双差模型、载波相位联合伪距、宽巷载波联合宽巷伪距、融合轨道轨迹约束条件4种不同的方法解算分析模糊度的浮点解,并用LAMBDA法对模糊度浮点解进行固定,然后以LGO软件的解算结果作为真值,对比分析几种不同方法的实验结果。实验结果表明,解算模糊度的方法不同,模糊度浮点解的精度、分解速度和成功率均不同,宽巷组合的模糊度解算成功率整体高于载波相位联合伪距的解算成功率,而在宽巷组合的基础上增加轨迹作为约束条件后,其模糊度解算成功率进一步得到提高。融合轨道轨迹约束的模糊度分解方法得益于信息量的增加,在一定程度上能够加快模糊度分解的速度。     

基于部分模糊度解算的BDS/GPS组合RTK算法

GNSS多频率组合RTK定位逐步进入实际应用,存在模糊度维数增多、搜索空间增大,导致模糊度搜索运算量增大及模糊度固定效率低等问题。文中提出一种多星座部分模糊度解算算法,该算法综合考虑卫星高度角、模糊度固定成功率及Ratio值来筛选卫星进行模糊度解算。通过一组动态跑车实验分析表明:相比于全模糊度解算(FAR),部分模糊度解算(PAR)可以有效地提高BDS/GPS组合RTK的模糊度固定率,其模糊度固定率从79.9%(FAR)提高到99.1%(PAR),且PAR算法定位结果可靠性更高。     

基于北斗三频约束的中长基线解算研究

利用北斗三频模糊度易固定的特点,提出一种具有北斗三频约束的BDS/GPS基础模糊度快速解算方法。针对中长基线,利用多历元平滑无电离层组合模糊度,从无电离层组合模糊度中分离出北斗基础模糊度;然后将北斗基础模糊度带入基线解算模型中,约束求解出GPS基础模糊度,最后将GPS与BDS基础模糊度回带观测方程,可实现基线的快速解算。经北斗实测数据验证表明,文中方法可快速固定GPS基础模糊度,较传统卡尔曼滤波求解模糊度方法,大大减少正确固定模糊度所需的原始观测历元数,实现基线的快速解算。     

卫星钟差解算及其星间单差模糊度固定

整数相位模糊度解算可以显著提高GNSS精密单点定位（PPP）的精度。本文提出一种解算卫星钟差的方法,通过固定星间单差模糊度恢复出能够支持单台接收机进行整数模糊度解算的卫星钟差,即所谓的“整数”钟差。为了实现星间单差模糊度固定,分别通过卫星端宽巷FCB解算和模糊度基准的选择与固定恢复出宽巷和窄巷模糊度的整数性质。为了证明本文方法的可行性,采用IGS测站的GPS数据进行卫星钟差解算试验。结果表明,在解算钟差时,星间单差模糊度固定的平均成功率为73%。得到的卫星钟差与IGS最终钟差产品相比,平均的RMS和STD分别为0.170和0.012 ns。448个IGS测站的星间单差宽巷和窄巷模糊度小数部分的分布表明本文得到的卫星钟差和FCB产品具备支持PPP用户进行模糊度固定的能力。基于以上产品开展了模拟动态PPP定位试验,结果表明模糊度固定之后,N、E、U和3D的定位精度（RMS）分别达到0.009、0.010、0.023和0.027 m,与不固定模糊度或采用IGS钟差的结果相比,分别提高了30.8%、61.5%、23.3%和37.2%。     

FirCAR算法的OTF快速定位方法

根据GNSS不同频率间整周模糊度的约束关系,提出一种基于多频整周模糊度间关系约束的模糊度新算法(dual-frequency integer relationship constrained ambiguity resolution,FirCAR)。FirCAR可快速动态解算出高高度角卫星的整周模糊度,将已经固定的整周模糊度视为高精度的伪距观测值应用到下一步的浮点解重算中。结合模糊度搜索算法,如LAMBDA,在模糊度搜索方面的高效性,根据重算后的浮点解进一步解算其他未固定的模糊度解。模糊度固定成功后,即可实现OTF(on the fly)快速定位。实测数据表明,FirCAR算法在静态和动态观测条件下,模糊度初始化所用的平均观测历元数分别为1.04和1.10。与常规的模糊度搜索算法的对比试验表明,结合FirCAR算法模糊度固定所用的观测历元数分别减少了39%和18%。     

BDS／GPS中长基线宽巷准厘米级RTK算法

针对常规实时动态（RTK）定位技术中长基线初始化时间较长、定位结果不稳定的问题,提出了一种基于部分模糊度固定策略的BDS/GPS宽巷卡尔曼滤波RTK定位方法,从充分发挥宽巷观测值波长较长和宽巷模糊度易于固定的优势,避免低高度角卫星对模糊度解算的影响,从而提高中长基线情况下的模糊度固定率. 同时采用附加宽巷模糊度参数的卡尔曼滤波方法计算浮点解,以固定高于设置模糊度解算截止高度角的卫星进行定位,并解算电离层活动较剧烈的25~76 km的中长基线. 通过3组试验,结果表明,BDS/GPS双系统联合定位宽巷模糊度固定率均接近100%,76 km基线模糊度固定率达到99.9%,定位精度达到厘米级或准厘米级.      

Galileo/GPS组合观测值模糊度解算方法研究

Galileo和GPS的多个频率可形成有良好特性的组合观测值,利用这些组合观测值可以直接解算载波相位模糊度。本文选用不同波长的Galileo/GPS多频组合观测值,按不同组合方式分步固定整周模糊度,并计算出每步模糊度解算的成功率。本文研究表明,选用合理的观测值组合方式,Galileo/GPS组合观测值模糊度解算方法能以较高的成功率固定组合观测值模糊度及基本载波模糊度。     

北斗系统短基线解算数据处理方法

北斗卫星导航系统基线解算和高精度定位中的关键问题是整周模糊度解算。针对北斗系统的相对定位问题,该文利用B1、B2载波相位观测值组成宽巷双差观测值,利用搜索算法固定宽巷双差整周模糊度,建立宽巷及B1、B2的双差观测方程,并利用搜索算法固定B1的整周模糊度,进而固定B2的整周模糊度。以武汉大学PANDA软件处理结果作为参考值处理16km以下的四段基线进行算法的试验检验,结果表明,四段基线在E方向、N方向、U方向的精度分别为1.5cm、2.0cm、5.0cm,验证了利用宽巷组合观测值进行北斗系统基线解算是可行的,其精度和GPS系统相当。     

网络RTK参考站间模糊度动态解算的卡尔曼滤波算法研究

提出一种适用于参考站网络的站间模糊度解算方法,该方法使用CA码与相位的电离层无关组合解算宽巷模糊度,利用多路径效应的周期性削弱CA码多路径效应。在宽巷模糊度得到固定后,利用卡尔曼滤波对L1模糊度进行估计,并使用模糊度失相关搜索算法,动态地确定模糊度。这种方法已经应用在自主开发的网络RTK软件上,并以四川GPS综合服务网络SIGN(Sichuan Integrated GPS Network)作为试验网络,进行了试验和分析。     

基于LAMBDA方法的GPS动态相对定位

基于载波相位观测值的RTK(Real time kinematic)定位技术能够在野外实时得到厘米级定位精度,核心技术是在动态条件下快速固定整周模糊度,解算动态条件下的模糊度参数.采用LAMBDA方法快速固定整周模糊度完成初始化,实时探测周跳,搜索并固定新的模糊度.用C++编制软件实现该算法,通过实测数据的计算,验证文...     

基于PPP-AR模糊度快速重收敛技术提供可靠的URTK服务

研究了观测数据短时失锁或中断情况下的精密单点定位-模糊度解算(precise point positioning-ambiguity resolution,PPP-AR)模糊度快速重收敛方法,给出了合理的观测值精化信息外推时间阈值,从系统端和用户端分别论证了该方法对提升现有非差网络RTK(undifferenced network real time kinematic positioning,URTK)服务可靠性的重要意义,并设计了相应的实时测试方案进行验证分析。测试结果表明,观测值精化信息可有效外推至少30s,采用PPP-AR模糊度快速重收敛技术后,即使在周跳频繁发生的恶劣观测条件下也能使URTK系统端和用户端保持较高的服务可靠性。用户无需区域增强系统支持即可独立实现模糊度快速重收敛,有效降低了用户从URTK系统端获取区域增强信息时的实时数据通讯负担。     

GPS姿态测量中模糊度的快速解算

针对GPS姿态测量对模糊度的解算要求准确快速的特点,首先,从减少运算量入手,通过减少运算量,提高解算速度;其次,并根据姿态测量基线长度已知这一特点,来提高模糊度固定的准确度。基于上述两点提出了一种新的模糊度快速解算方法。     

GPS姿态测量中模糊度的快速解算

针对GPS姿态测量对模糊度的解算要求准确快速的特点,首先,从减少运算量入手,通过减少运算量,提高解算速度;其次,并根据姿态测量基线长度已知这一特点,来提高模糊度固定的准确度.基于上述两点提出了一种新的模糊度快速解算方法.     

进化策略搜索单频GPS整周模糊度研究

本文提出利用进化策略算法搜索单频GPS整周模糊度,即先利用序贯最小二乘估计降低法矩阵维度,利用正则化算法得到比较接近模糊度真值的浮点解,以此为初值确定搜索范围,并利用进化策略算法搜索模糊度固定解。算例结果表明,该方法能在1min内固定整周模糊度,动态定位结果与GrafNav解算结果误差在2.5cm之内。