利用GPS/GLONASS更新地图数据库研究

叙述地图数据库更新的必要性及技术实现途径，设计地图数据库更新的技术总体结构，论述地图数据库的理论基础和实现基本原理。     

基于方差分量估计的GPS/GLONASS组合点定位

介绍GPS/GLONASS组合定位模型,采用Helmert方差分量估计确定GPS与GLONASS两类观测值的精度,合理确定两类观测值的权。通过GPS/GLONASS的方差分量估计实测,GPS与GLONASS伪距观测值的精度分别为±4.560 7 m与±9.928 9 m,相应的权比约为5∶1,采用此权比进行定权,能够提高定位精度。     

Combined GPS/GLONASS data processing

To obtain the GLONASS satellite position at an epoch other than reference time, the satellite's equation of motion has to be integrated with broadcasting ephemerides. The iterative detecting and repairing method of cycle slips based on triple difference residuals for combined GPS/GLONASS positioning and the iterative ambiguity resolution approach suitable for combined post processing positioning are discussed systematically. Experiments show that millimeter accuracy can be achieved in short baselines with a few hours' dual frequency or even single frequency GPS/GLONASS carrier phase observations, and the precision of dual frequency observations is distinctly higher than that of single frequency observations.     

Combined GPS/GLONASS data processing

To obtain the GLONASS satellite position at an epoch other than reference time,the satellite‘s equation of motion has to be integrated with broadcasting ephemerides.The iterative detecting and repairing method of cycle slips based on triple difference residuals for combined GPS/GLONASS positioning and the iterative ambiguity resolution approach suitable for combined post processing positioning are discussed systematically.Experiments show that millimter accuracy can be achieved in short baselines with a few hours‘ dual frequency or even single frequency GPS/GLONASS carrier phase observation,and the precision of dual frequency observations is distinctly higher than that of single frequency observations.     

利用UofC消电离层组合的GPS/GLONASS精密单点定位研究

利用码和载波相位观测值半和线性组合可以消除电离层一阶误差的特性,讨论了基于UofC消电离层组合的GPS/GLONASS精密单点定位的数学模型。UofC模型对两个频率上的模糊度参数分别进行估计,为进一步获得模糊度参数的整数解提供了便利。利用IGS跟踪站的GPS/GLONASS观测数据对UofC模型和传统的在两个频率码观测值间进行消电离层组合的模型进行了比较,统计结果表明,UofC模型与传统模型相比在平面位置定位精度上略有提高,但总体上差别不大。     

顾及频率间偏差的GPS/GLONASS卫星钟差实时估计

GPS/GLONASS卫星钟差联合估计过程中,由于GLONASS系统采用频分多址技术区分卫星信号,因而会产生频率间偏差（IFB）^[1]。本文在GPS/GLONASS卫星定轨过程中的IFB参数特性分析的基础上,引入IFB参数,实现顾及频率间偏差的GPS/GLONASS卫星钟差实时估计。同时,为解决实时估计中待估参数过多导致的实时性较弱等问题,基于非差伪距观测值和历元间差分相位观测值改进实时估计数学模型,实现多系统卫星钟差的联合快速估计。结果表明：GPS/GLONASS联合估计时需引入IFB参数并优化其估计策略,采用MGEX和iGMAS跟踪站的实测数据进行实时钟差解算,快速估计方法可实现1.6 s逐历元快速、高精度估计,与GBM提供的最终精密卫星钟差相比,GPS卫星钟差实时精度约为0.210 ns,GLONASS卫星约为0.298 ns。     

GPS/GLONASS组合精密单点定位

为了改善传统GPS/GLONASS组合精密单点定位的法方程,推导了一种基于等价消参法的融合法方程。该融合法方程是由GPS系统的法方程和GLONASS系统的法方程进行消除参数叠加得到,既易于实现GPS/GLONASS系统组合单点定位,也便于进行单系统定位的切换。理论证明,基于等价消参法的融合法方程和传统的组合法方程是等价的。程序设计和算例分析显示,基于等价消参法的融合法方程在GPS/GLONASS组合系统精密单点定位和单系统定位转换方面比传统的组合法方程具有更高的效率。最后,利用实测算例分析了GPS/GLONASS组合精密单点定位的定位精度。     

SLR资料精密测定GLONASS卫星轨道

将SLR资料计算的轨道与CODE轨道进行了比较,并将比较结果转换到RTN坐标系中。通过比较分析发现,两种轨道差值在轨道径向、法向和沿轨方向的精度分别优于10cm、50cm和45cm;SLR和微波资料确定的GLONASS卫星轨道在径向存在系统误差,该系统误差随卫星轨道面的不同而不同。     

一种GPS/GLONASS/INS数据融合算法

针对卫星导航系统和惯性导航系统(INS)的不同特性,提出了一种GPS/GLONASS/INS数据融合算法。采用差分自适应检测算法、改进码平均相位算法以及位置联合解算方法实现了GPS/GLONASS数据融合,借助于改进的粒子滤波器、INS误差模型建立系统状态方程和观测方程,完成GPS/GLONASS系统速度值和INS系统速度值数据融合,提高组合导航系统精度和可靠性。使用真实数据对数据融合算法性能进行仿真分析,结果表明所设计算法是有效的,能够处理非线性非高斯条件下的滤波估计,提高滤波精度和系统可靠性。     

GPS/GLONASS周跳探测与修复方法

为了准确地探测和确定GPS/GLONASS周跳并且提高小周跳探测和修复的能力,综合电离层残差法和相位减伪距法,提出了一种新的GPS/GLONASS周跳探测和确定方案:采用电离层残差法探测出周跳;由相位减伪距法确定周跳数的搜索范围;根据搜索范围组合出所有周跳数的候选值;最后,由电离层残差法检验量与其观测噪声最为接近的候选值为最佳的周跳值。采用该方案对江苏CORS和青岛CORS部分基准站观测数据进行处理分析。结果表明:该方法具备探测和确定小周跳的能力,其搜索的成功率在95%,探测分辨率可以达到0.03周,且修复精度可以达到±0.031周。     

GPS/GLONASS组合单点定位及精度分析

介绍了基于广播星历的GPS/GLONASS组合导航单点定位的数学模型,分析了组合导航的技术难点。在GPS伪距法单点定位的基础上进行组合导航定位,其中GLONASS卫星坐标运用四阶龙格—库塔(Runge-Kutta)数值积分方法求得,利用一种新的不需要进行轨道拟合的编程方法来进行计算。以IGS跟踪站提供的观测数据为例,分别采用GPS、GLO-NASS和GPS/GLONASS三种方式组合进行伪距法单点定位,同时比较分析了不同权重选择对组合定位精度的影响。     

GLONASS频间码偏差特性分析及其在宽巷模糊度固定中的应用

GLONASS采用的频分多址技术使得接收机接收不同卫星信号时存在频间偏差(inter-frequency bias, IFB),导致GLONASS模糊度难以固定,是造成GLONASS轨道精度低于全球定位系统（global positioning system,GPS）的一个重要因素。目前国际GNSS服务（international GNSS service, IGS）分析中心仅有欧洲定轨中心(centre for orbit determination in Europe, CODE)提供GLONASS的固定解轨道。基于适用于长基线的GLONASS模糊度固定方法,采用区间搜索法确定频间相位偏差(inter-frequency phase bias, IFPB)斜率,修正IFPB对双差模糊度的影响,从而实现GLONASS无电离层组合模糊度固定,获得固定解的超快速轨道。利用全球均匀分布的测站对该方法在GLONASS超快速轨道解算中的效果进行验证分析,实验结果表明,一个月内不同基线的IFPB斜率在时域上均非常稳定,所有基线IFPB斜率平均标准差（standard deviation,STD）为0.38 mm;改正IFPB后GLONASS卫星模糊度固定成功率随基线长度增加而下降,固定成功率最高为95%,最低为88%,平均为94%;模糊度固定后,超快速轨道与CODE产品比较,计算部分精度提升26.8%,3~6 h预报轨道精度提升18%;内符合计算部分轨道精度提升20%,3~6 h预报轨道精度提升13%;卫星激光测距（satellite laser ranging, SLR）残差检核结果也显示模糊度固定后SLR残差有所减小,说明该方法可以有效进行GLONASS模糊度固定并提升超快速轨道精度。     

GPS/GLONASS卫星导航系统组合定位的定权方法研究

正确合理地确定观测值的权是GPS/GLONASS导航系统组合定位中的一个关键技术问题。本文对GPS/GLONASS导航系统组合定位中几种常用的定权方法进行了比较分析,并以GPS/GLONASS的实测数据为例进行了实验,结果表明:在GPS/GLONASS导航系统组合定位中等精度定权的定位结果精度较差,卫星高度角定权和误差分布律概率密度函数定权后的定位结果精度相当,但较等精度定权法的定位精度都有所提高,赫尔默特方差分量估计法定权的定位结果精度最优。     

Hybrid GPS + GLONASS

The hybridization of GPS with GLONASS has formed a first stage in GNSS development. We examine the performance of the hybrid system in the position domain for both code and carrier phase cases. Several major differences exist between GPS and GLONASS; most significant is GLONASS's signal frequency diversity, which can lead to measurement bias, particularly so when a pair of receivers are operating at different temperatures. Unless signal frequency diversity is addressed either on-receiver or at the data processing stage, positioning errors can occur at the centimeter level. We outline the difficulties of combining observations from the two systems and discuss how these may be overcome. ? 1999 John Wiley & Sons, Inc.     

GPS/GLONASS相位差分的数据处理方法

由于GLONASS与GPS在系统上存在差异 ,致使GLONASS的载波相位差分的数据处理与GPS的有明显的不同 ,必须使用特殊的方法。本文给出了GPS、GLONASS及GPS/GLONASS联合相位差分的数学模型和一种数据处理方法 ,并对实测数据进行处理 ,给出了双卫星系统的定位结果及结果分析     

弱GPS/GLONASS信号捕获算法研究

本文给出了GPS/GLONASS双模接收机的总体设计方案,重点对弱信号环境下的接收机信号捕获进行了讨论,采用并行码相位搜索方法和改进的循环相关算法分别对GLONASS信号和GPS信号进行捕获;并利用真实数据对双模接收机性能进行了仿真研究,重点对接收机捕获弱信号的能力,以及在不同信噪比和不同累加数据长度下的捕获概率进行了讨论,结果表明该双模接收机在不需要较长数据长度的情况下能够捕获低信噪比环境下的卫星导航信号,提高了接收机的灵敏度。     

GPS/GLONASS组合系统性能分析

通过比较同一测站的可见卫星数以及单站和全球的DOP值情况,论证GPS/GLONASS组合系统比单个GPS系统在可靠性和定位精度方面更有优势,在卫星高度角较大而GPS系统不能工作的情况下,组合系统仍可继续工作.     

GLONASS pseudorange inter-channel biases and their effects on combined GPS/GLONASS precise point positioning

Combined GPS/GLONASS precise point positioning (PPP) can obtain a more precise and reliable position than GPS PPP. However, because of frequency division multiple access, GLONASS carrier phase and pseudorange observations suffer from inter-channel biases (ICBs) which will influence the accuracy and convergence speed of combined GPS/GLONASS PPP. With clear understanding of the characteristics of carrier phase ICBs, we estimated undifferenced GLONASS pseudorange ICBs for 133 receivers from five manufacturers and analyzed their characteristics. In general, pseudorange ICBs corresponding to the same firmware have strong correlations. The ICB values of two receivers with the same firmware may be different because of different antenna types, and their differences are closely related to frequency. Pseudorange ICBs should be provided for each satellite to obtain more precise ICBs as the pseudorange ICBs may vary even on the same frequency. For the solutions of standard point positioning (SPP), after pseudorange ICB calibration, the mean root mean square (RMS) improvements of GLONASS SPP reach up to 57, 48, and 53 % for the East, North, and Up components, while combined GPS/GLONASS SPP reach up to 27, 17, and 23 %, respectively. The combined GPS/GLONASS PPP after pseudorange ICB calibration evidently improved the convergence speed, and the mean RMS of PPP improved by almost 50 % during the convergence period.