区域GNSS网的整数卫星钟差解算

基于双差模糊度的整数性质,从理论上证明,通过固定基准模糊度可以使整网的星间单差模糊度都恢复整数性质,实现星间单差模糊度固定,从而得到整数卫星钟差。提出模糊度连续弧段的概念,改进基准模糊度选取方法。实验表明,对于1 d弧长的区域观测网数据,与旧方法相比,新方法获得的基准模糊度的数量增加近1倍;基准模糊度固定之后,窄巷模糊度成功固定的比例从60%左右提高到90%左右。将得到的整数卫星钟差用于30 min弧长的快速静态PPP,实现固定解的比例为96.00%。模糊度固定之后,PPP定位N、E、U方向的RMS分别达到7.3 mm、9.8 mm、23.3 mm。     

部分模糊度固定的多基线解算方法

采用非差观测值构建误差方程,通过等价变换消除卫星钟差参数和接收机钟差参数,建立多个测站的联合等价双差观测方程。针对联合方程等价模糊度个数较多、相关性较强的特点,本文提出一种新的部分模糊度固定（PAR）方法。该方法将等价模糊度按照方差大小升序排列,通过循环剔除最大方差模糊度并进行Ratio检验,最终实现部分模糊度的固定。实例计算表明,相比完全模糊度固定（FAR）方法,PAR方法不仅具有更高的模糊度固定率和成功率,且提高了多基线精密定位的可用性,其坐标解算精度与FAR具有较好的一致性。     

改进的ARCE算法

在单频GPS快速定位中,相位双差法方程严重病态,为了能够正确快速固定模糊度,必须采用合理的数据处理方法得到偏差较小的模糊度浮点解和有效的模糊度固定算法。对ARCE算法从解算线性方程组的角度重新做了推导,并对其在顾及基线先验信息的条件下做了改进。实践证明改进后的ARCE算法能有效地提高固定模糊度的正确率且编程简单。     

利用无几何模型求解GPS三频模糊度的成功率分析

利用无几何模型求解GPS模糊度实数解是不以基线分量为未知数的线性模型,码观测量几乎直接用于确定模糊度,即使在较短的观测时间内,也不会出现设计矩阵复共线性,对模糊度求解具有明显优势。利用Kronecker乘积导出了利用无几何模型求解三频模糊度及其协方差矩阵的表达式,分析得到该协方差矩阵只与伪距噪声和相位噪声之间的结构以及采用的历元数相关,与接收机和卫星之间的几何构形无关;整数变换Z矩阵只与伪距噪声和相位噪声之间的结构相关的有益结论。最后利用无几何模型分别计算了单频、双频、三频模糊度求解的成功率, 得出对于双频和三频只需少数历元即可成功固定模糊度,特别对于三频观测,甚至单历元即可成功固定模糊度。     

GPS与GLONASS单历元模糊度固定效果分析

应用适合于处理由相同类型接收机组成的短基线的模糊度固定方法,采用实测数据计算分析GPS与GLONASS单历元双差模糊度的固定效果。结果表明,GPS单历元双差模糊度成功固定的比例略高于GLONASS。     

一种变形监测中中长基线的单历元模糊度解算算法

针对已有单历元模糊度解算算法只适用于短基线的情形,根据误差传播率确定模糊度精度,依据误差确定模糊度搜索空间,提出一种利用GPS双频观测信息实现中长基线下单历元模糊度固定的算法。首先,利用电离层约束法得到双差模糊度之间的线性约束条件;其次,利用变形监测中监测站点坐标近似已知的条件进行约束,反算获得近似模糊度;最后,根据监测站点已有的观测数据精度给出搜索空间,搜索固定模糊度。结果表明,该方法可以实现中长基线下单历元的模糊度固定,对实时变形监测有一定的参考价值。     

多系统GNSS融合精密单点定位模糊度固定方法分析

分析各分析中心提供的精密单点定位模糊度固定产品及其对应方法,结合观测数据进行多系统模糊度固定解算实验。结果表明,各分析中心提供的产品卫星轨道具有高度吻合性,提供了较高精度精密单点定位的基准;多系统GNSS融合可以加快模糊度固定,提高模糊度初始固定时的定位精度。     

顾及接收机UPD的PPP分步模糊度固定方法

提出一种顾及接收机未校准硬件延迟偏差(uncalibrated phase delays,UPD)的PPP分步模糊度固定方法,利用卫星端UPD产品对观测卫星的浮点模糊度进行改正,采用与整数无关的三角函数进行计算,得到接收机端UPD估计值.基于非差法估计接收机端UPD,根据非差窄巷模糊度协方差大小进行分步模糊度固定,并选...     

北斗三频中长基线模糊度解算研究

在推导TCAR模型基础上,研究制约TCAR快速固定中长基线模糊度的影响因素,提出一种基于三频无几何无电离层组合快速解算中长基线模糊度的新方法。然后利用北斗观测数据进行验证分析,TCAR算法能够解决北斗短基线模糊度快速固定问题,而新方法可以实现中长基线模糊度的快速、准确固定。     

基于GF模型的BDS-3/GPS/Galileo三频模糊度固定性能分析

基于实测数据评估基于无几何（geometry-free,GF）模型的BDS-3/GPS/Galileo三频模糊度固定性能。首先给出适用于BDS-3/GPS/Galileo短基线TCAR（triple-frequency carrier ambiguity resolution）算法的三频线性组合;然后基于不同长度的实测短基线数据,评估BDS-3/GPS/Galileo超宽巷、宽巷及窄巷模糊度单历元固定性能。结果表明,对于5 m、3.6 km和13.1 km三条基线,BDS-3/GPS/Galileo超宽巷模糊度固定率相当（99.7%以上）,BDS-3/GPS宽巷模糊度固定率（97.2%以上）略优于Galileo（93.0%以上）,BDS-3窄巷模糊度固定率（92.2%以上）略优于GPS/Galileo（89.4%以上）。     

基于正则化的GPS/BDS单频单历元模糊度固定

针对单频单历元模糊度固定中的秩亏问题,给出一种基于双差载波系数阵奇异值分解的正则化方法。通过对坐标改正参数进行约束,改善法矩阵的病态性,并结合LAMBDA方法实现单历元模糊度固定。采用长度不同的两组GPS/BDS基线数据进行单频单历元模糊度解算,并与选权拟合法比较。结果表明,采用该方法,5.8 m基线BDS系统模糊度解算成功率提高17.61%,2.34 km基线GPS、BDS及GPS/BDS模糊度解算成功率分别提高4.67%、3.56%和3.63%。当截止高度角为10°时,E、N方向定位精度达到mm级,U方向达到mm至cm级。     

GPS单历元模型病态方程解算方法研究

基于单历元模型的理论特点,利用TIKHONOV正则化方法改善法方程的病态性,从而提高模糊度浮点解的可靠性;再结合LAMBDA方法搜索,提高了模糊度浮点解的可靠性及整周模糊度固定的成功率。     

BDS参考站间低高度角卫星三频整周模糊度解算方法

针对BDS参考站间低高度角卫星整周模糊度受大气延迟误差影响较大、难以正确固定等问题,提出一种BDS参考站间低高度角卫星三频整周模糊度确定方法：首先根据超宽巷整周模糊度长波长的优势确定双差超宽巷整周模糊度,并利用其与双差宽巷组合观测值所受电离层延迟误差较为接近的特性搜索确定双差宽巷整周模糊度;然后将双差整周模糊度之间的线性关系作为约束条件,高高度角卫星双差整周模糊度根据双频无电离层组合模型确定;利用固定模糊度的高高度角卫星建立参考站间双差电离层延迟误差空间线性模型,实现对低高度角卫星电离层延迟误差的削弱;最后将固定双差整周模糊度的高高度角卫星双差载波相位观测方程作为距离约束,进一步搜索确定低高度角卫星的双差整周模糊度。     

基于站间单差的GPS/GLONASS组合模糊度解算研究

推导分析了基于站间单差的GPS/GLONASS组合双差模糊度解算数学模型及影响其精度的误差因素。利用模糊度参数在无周跳和粗差情况下的时不变性特点,采用自适应选权滤波对单差数据进行滤波处理,并将滤波后的单差模糊度通过选择基准卫星固定为双差模糊度。采用不同长度的实测动静态短基线数据进行测试,结果表明基于自适应选权滤波的站间单差模型可以简便有效地进行双差模糊度固定,模糊度固定成功率在95%以上,解算精度优于单模型以及双模型单历元解。     

基于三维移动变形平台的GPS/BDS中长基线解算性能分析

针对中长基线解算测站间的大气误差无法通过双差完全消除、影响模糊度的固定与精度的问题,在得到宽巷模糊度后,利用Kalman滤波算法对L1、B1基频模糊度进行估计,并使用LAMBDA算法确定基频模糊度。以三维移动变形平台中长基线实测数据为例,解算GPS、BDS、GPS/BDS系统3种模式下的数条中长基线。总体而言,GPS/BDS组合系统较单GPS、BDS系统精度有所提升,GPS/BDS组合系统各基线固定率、正确率优于82.08%、81.53%,X、Y、Z、3D方向的精度可达15.4 mm、15.9 mm、20.1 mm、30.0 mm;20.8 km、46.6 km基线三维移动变形中误差分别优于18.8 mm、22.5 mm,相对中误差分别优于1/71.9、1/60.1。     

BDS中长基线三频RTK算法研究

针对BDS中长基线RTK定位中整周模糊度受大气延迟误差影响难以正确固定的问题,提出一种BDS中长基线三频整周模糊度确定方法。采用MW组合确定B2-B3超宽巷整周模糊度,利用B2-B3超宽巷和B1-B3宽巷组合观测值所受电离层延迟误差较接近的特点,确定B1-B3宽巷整周模糊度。利用无电离层组合解算窄巷整周模糊度和相对天顶对流层延迟误差,最终实现实时动态定位。利用实测的BDS中长基线进行算法验证,结果表明,该方法可有效固定中长基线三频载波相位整周模糊度,获得cm级定位精度。     

第二代星基增强系统GATBP的PPP服务模糊度固定效果

为验证第二代星基增强系统GATBP PPP服务的模糊度固定效果,使用与观测值相关的信号偏差改正数对卫星硬件延迟进行改正,利用LAMBDA方法分别固定宽巷和窄巷模糊度,获得固定的单差无电离层组合模糊度。使用GATBP精密产品对10个MGEX测站7 d的观测数据进行PPP解算,并与CODE精密产品解算结果对比。结果表明,使用GATBP产品的宽巷和窄巷模糊度固定率平均值分别为95%和30.2%,水平方向定位误差RMS优于10 cm,三维定位误差RMS优于15 cm,相位观测值残差RMS优于3 cm,对流层估计误差RMS优于1.5 cm;使用CODE产品的宽巷和窄巷模糊度固定率平均值均在95%以上,相位观测值残差、定位误差和对流层估计误差均显著小于GATBP产品。     

附有基线长约束的改进CLAMBDA算法研究

探讨附有基线长约束的最小二乘模糊度降相关搜索算法(CLAMBDA)的基本原理和实现过程,针对其处理高维模糊度时存在搜索效率低的问题,提出一种基于部分模糊度搜索策略的改进CLAMBDA算法。新算法通过优选部分模糊度子集,在改善搜索空间形状的同时,降低了模糊度搜索空间的维数,有效提高了模糊度的搜索效率。利用澳大利亚科廷大学静态短基线网数据和实测动静态定位数据进行验证,结果表明,改进的模糊度搜索方案可以在保证模糊度固定成功率的情况下,有效地缩短搜索时间,能更好地满足载体实时姿态测量的要求。     

基于多GNSS融合的GPS PPP模糊度固定方法

通过BDS/GPS/GLONASS组合的方式加速PPP的收敛,利用整数相位钟法实现GPS PPP模糊度的固定,并通过6个MGEX测站的数据进行PPP动态实验。结果表明,固定解的精度优于浮点解,而基于BDS/GPS/GLONASS融合的PPP固定解定位精度优于单GPS PPP固定解;GPS固定解PPP平均模糊度首次固定时间（TTFF）为46.1 min,而基于BDS/GPS/GLONASS融合的固定解PPP首次固定时间仅为25.8 min,相应的模糊度固定率也由78.6%增加到87.4%。     

固定模糊度的GRACE-FO卫星简化动力学定轨精度分析

对GRACE-FO卫星进行精密定轨研究,利用简化动力学方法处理其14 d的星载GPS数据并进行精度分析。通过载波相位残差分析、重叠弧段比较、参考轨道比较以及KBR检核,对比通过UPD方法固定模糊度参数的简化动力学轨道与浮点解轨道。结果表明,GRACE-FO卫星固定解轨道的载波相位残差约为1 cm,比浮点解大1～2 mm。3 d固定解重叠弧段差异的RMS值在R、T、N方向上均小于等于9.4 mm,优于浮点解的12.4 mm。与GFZ提供的精密科学轨道相比,GRACE-C卫星简化动力学固定解轨道在各方向上差异的RMS均值均小于1 cm,表明解算得到的轨道与PSO具有较高的一致性。固定模糊度后K波段测距(K-band ranging)检核残差的RMS均值从9.6 mm下降到6.7 mm,说明固定解能够进一步提升GRACE-FO卫星间的相对位置精度。因此,模糊度固定能够改善GRACE-FO卫星的定轨精度,提供更可靠的轨道服务。