GNSS时差及其在多系统组合定位中的应用

随着卫星导航系统的发展及不断升级,越来越多的GNSS测站开始配备多模GNSS接收机。一方面,多模接收机的应用能够跟踪更多的GNSS卫星,从而改善观测几何条件,提高定位精度和可靠性;另一方面,不同GNSS导航系统采用不同的系统时间定义,存在着系统时差,从而多模GNSS接收机对于不同导航系统卫星的观测值存在着相应的偏差。为实现GNSS系统的兼容与互操作,各个GNSS导航系统目前都提出了系统时差监测的要求。基于此,研究GNSS系统时差的监测及其在多模定位中的应用。首先介绍目前导航系统时差监测的几种方法;然后分析GPS/GLONASS系统时差以及相对硬件延迟的特性;最后将GPS/GLONASS系统时差应用到多模用户导航定位,并详细讨论GPS/GLONASS时差及测站硬件延迟对导航定位的影响。     

GNSS全球卫星导航系统发展概况及最新进展

随着卫星导航技术的不断进步,GNSS全球卫星导航系统得到了快速发展和广泛应用。概述了GNSS系统的发展历程及研究现状,介绍了目前全球四大卫星导航系统GPS、GLONASS、Galileo和COMPASS的概况与最新进展,讨论了GNSS系统未来的发展方向。     

GNSS/INS组合导航系统定位精度分析

GNSS/INS组合导航系统近年来得到了快速发展,应用领域越来越广泛。组合导航的定位精度是一个重要的研究方向,本文将应用于航空遥感领域的高精度GNSS/INS组合导航系统放置在地面平台上,采集试验数据,通过与NRTK定位结果比较,对组合导航系统定位精度进行分析,得出GNSS/INS组合导航系统的定位精度可达到厘米级的试验结论。     

基于GNSS的空管应用仿真及性能评估

提出了未来民用航空管理的发展方向一新航行系统,以及新航行系统的核心元素一卫星导航系统（GNSS）,通过数学仿真的手段将卫星导航系统模型化,阐述了评估卫星导航系统性能的方法。     

基于GLONASS频间偏差的GNSS时差监测方法研究

为实现各导航系统的兼容与互操作,需要对各导航系统间的时间偏差进行实时监测.目前,全球卫星导航系统（GNSS）时差监测的主要方法是利用空间信号法进行GNSS时差监测.由于GLONASS系统频分多址的信号体制,导致GLONASS接收机频间偏差（IFB）的存在,GLONASS IFB会影响到GNSS GLONASS的系统时差监测.为消除这一影响,本文提出了基于GLONASS IFB估计的GNSS时差监测方法,由仿真结果可知,利用该方法可以将GPS GLONASS时差监测精度平均提高90％以上.      

全球卫星导航系统国际委员会服务性能提升工作组中间会议在上海召开

2011年5月17日,由上海交通大学航空航天学院和中国航天咨询公司联合承办的全球卫星导航系统国际委员会（ICG）GNSS服务性能提升工作组（WG-B）中间会议在上海斯格威铂尔曼大酒店召开。GNSS服务性能提升工作组的总体目标是增强全球卫星导航系统服务性能,致力于改善GNSS接收机多径效应、GNSS室内应用、GNSS应用等。     

Compass纳入GNSS运行可行性探讨

根据全球卫星导航系统及我国“北斗”系统的建设和发展,阐述了国际民航组织对GNSS的定义及性能要求。结合当前GNSS运行情况,探讨了将“北斗二号”纳入GNSS运行的可行性及必然性,阐明了GNSS多系统兼容运行的优势。     

北斗卫星导航系统的发展、优势及建议

中国北斗卫星导航系统(BDS)是国际GNSS的重要组成部分。本文详细介绍了BDS的系统架构,重点围绕国际上现存的GPS、GLONASS和GALILEO三大卫星导航系统的结构组成,对比研究BDS与其他GNSS系统各自特点。在混合星座,通信集成等方面给出了BDS的优势所在,文章最后就BDS的发展提出了几点建议。     

多种观测环境下GNSS数据质量分析

随着城镇化进程的加快和民生基础设施的全面建设,对全球卫星导航系统(GNSS)控制点勘选的限制因素越来越多,无形中增加了GNSS控制点勘选工作的难度。为了在有限的自然环境中最大限度地提升GNSS控制点勘选工作效率,减轻GNSS控制点勘选难度,特开展了多种特定观测环境下GNSS数据质量分析,结果表明：GNSS控制点数据质量对距离变电站、水面远近没有影响;光滑连片铁皮建(构)筑物对距离100 m的GNSS控制点观测数据质量无影响;扼流圈天线可以极大地提高GNSS数据质量。     

GNSS RTK技术下超高层结构的动态变形监测

以天津电视塔为监测对象,设计了基于GNSS RTK技术的超高层结构动态变形监测系统,并进行了强风下的现场试验。试验中同时采用双星座组合导航系统和三星座组合导航系统进行监测,并对监测数据进行了对比。采用Kalman滤波方法,使用Matlab软件编制的程序对监测数据进行处理分析,得到测点的振动轨迹及结构的主振方向和振动曲线。结果表明,GNSS RTK技术结合Kalman滤波用于超高层动态变形监测及其数据处理分析是可行的;由于北斗导航系统的应用,三星座组合导航系统可见卫星数目大大增加,坐标中误差及PDOP值也相应减小,动态变形监测的精度和稳定性也得到了大大提高。     

陆地导航中GNSS/陀螺仪组合实时测姿方法

在陆地导航系统中使用GNSS/INS组合导航会增加系统成本,多天线GNSS测姿精度受基线长度影响,且存在的模糊度固定问题。本文提出仅利用一个陀螺仪和单天线GNSS组合来进行实时测姿。先由单天线GNSS计算姿态角3参数,航向角为陆地导航的关键参数,为此将陀螺信息与GNSS导出的航向角进行融合。分析了单天线测姿在载体静止或低速运动时精度很差的原因,提出了在组合滤波中进行解决的方案。推导了GNSS和陀螺信息融合的滤波模型,将陀螺仪信息作为状态模型的控制输入,以GNSS航向为滤波观测值。实验结果表明,GNSS/陀螺仪组合计算的航向角精度和可靠性相对GNSS测姿结果均有很大提升。     

GNSS卫星精密定轨综述:现状、挑战与机遇

GNSS卫星精密轨道是高精度GNSS应用的基础与前提,GNSS卫星精密定轨技术也一直都是卫星导航领域的研究重点与热点。本文首先介绍了GNSS星座与跟踪数据概况,梳理了精密定轨函数模型、动力学模型及随机模型构建过程中的关键问题,归纳了低轨星载观测和星间链路观测等多源数据增强GNSS精密定轨的研究进展;然后,从应用的角度总结了当前GNSS精密轨道产品的基本状态,并进行了精度评估;最后,讨论了GNSS精密定轨在大网快速解算、多层次观测数据融合、太阳光压模型精化及高精度实时定轨等方面所面临的挑战,并展望了低轨星座、光钟、激光链路等新技术给GNSS精密定轨带来的机遇。     

基于SDR的GNSS接收机原理可视化教学平台

针对GNSS原理教学中,GNSS接收机原理部分缺乏直观的教学演示,提出了一种基于SDR的GNSS接收机原理可视化教学平台。通过这个平台,将封闭在硬件中的GNSS接收机实现方法直观地展现给学生,使学生加深了对GNSS接收机原理的认识。     

GNSS水准自适应联合平差

将水准高差观测值与GNSS垂直运动速度作为观测值,利用联合平差方法实现GNSS水准自适应数据融合。均匀选取大地高变化与正常高变化一致的GNSS水准点作为约束点,实现GNSS垂直运动与水准垂直运动的有效匹配;利用方差分量估计方法自适应整体调整水准高差观测值权阵与GNSS垂直运动速度观测值权阵之间的比例关系;采用相关等价权函数抑制异常观测值的影响,提高联合平差的精度。以山东境内二等水准网及GNSS控制点数据为例,该方法能够实现GNSS与水准高程变化的有效融合,提高高程变化分析的可靠性。     

基于小波变换的GNSS ZTD与土壤水含量相关性初探

利用2018年11月—2019年1月,大陆环境检测网络的NMEL站全球卫星导航系统天顶对流层延迟（GNSS ZTD）数据和中科院遥感与数字地球研究所闪电河流域土壤水分监测试验区的土壤水含量数据,借助小波变换的方法进行了月时间尺度的GNSS ZTD与土壤水含量的相关性分析研究．实验表明:在月时间尺度上,GNSS ZTD与土壤水含量存在相关性,GNSS ZTD经小波分解后的低频趋势项与土壤水含量相关性明显高于GNSS ZTD与土壤水含量的相关性,[JP2]分析认为,降水发生时GNSS ZTD升高因素会造成与土壤水含量相关性异常      

Using Allan variance to analyze the error characteristics of GNSS positioning

Currently, we evaluate the positioning accuracy of GNSS mainly by providing statistical values that can represent the overall error level, such as CEP, RMS, 2DRMS, and maximum error. These are solid indicators of the general performance of the GNSS positioning. But some applications like GNSS/INS integrated system require a detailed analysis of the error characteristics and knowledge of the precise error model. This requirement necessitates the modeling of the error components of the GNSS positioning solutions. In our research, the Allan variance method is proposed to analyze the GNSS positioning errors, describe the error characteristics, and build the corresponding error models. Based on our research, four dominant noise terms are identified in the GNSS positioning solutions, that is, 1st order Gauss-Markov process, Gaussian white noise, random walk noise, and flicker noise, which indicates that white noise is not always enough and appropriate to model GNSS positioning errors for some applications. The results show that the Allan variance is a feasible and effective way to analyze the error characteristics of the GNSS positioning solutions.     

精密单点定位中附加先验电离层改正的内插方法研究

在精密单点定位技术中,外部提供给接收机更多的先验信息能使其定位精度和实时性得到提高。依靠增强站网内插出流动站的电离层延迟进行非差非组合精密单点定位时,其提供的改正达到精度要求势必使待估参数减少,模型强度变强,定位精度高。本文对比了内插电离层改正的精度,探讨了内插模型,提出了平面双样条内插模型。实验结果表明:在内插模型合适的情况下,电离层延迟精度可达到精密单点定位的要求。      

GNSS大气海洋遥感技术研究进展

全球卫星导航系统(GNSS)信号资源的大气海洋遥感技术一直是一个研究热点. 伴随着GNSS系统的建设和发展,相继出现了利用GNSS延迟信号、反射信号、掩星信号、极化信号获取大气和海洋环境参数的一系列新技术新方法. 在回顾GNSS大气海洋遥感技术概况的基础上,先后概述了GNSS延迟信号(GNSS-D)技术、GNSS反射测量(GNSS-R)技术、GNSS无线电掩星(GNSS-RO)技术、GNSS极化掩星(GNSS-PRO)技术的基本原理,比较全面系统地分析了其国内外研究和应用方面的现状及最新进展,特别是新兴GNSS-PRO技术的机理、优势及发展现状. 最后对该研究领域的发展前景进行了一些探讨,相关技术的突破和发展必将在气象、水文、海洋、陆地、空间环境等地球科学领域发挥越来越重要的作用.      

全球导航卫星系统反射测量(GNSS+R)最新进展与应用前景

全球导航卫星系统(GNSS)具有全天候、近实时、高精度的特点,可持续发射L波段信号,广泛应用于定位、导航和授时(PNT)。随着GNSS技术的发展,最近GNSS反射信号可探测地球表面特征,即GNSS反射测量(GNSS+R)。结合GNSS接收机天线位置和介质信息,利用延迟测量值可以确定表面粗糙度和表面特性。GNSS+R作为当前GNSS和遥感领域的研究热点,取得了一些研究进展和成果。本文详细介绍了GNSS+R原理和方法及其最新应用进展,包括各种GNSS+R技术手段和方法,以及海洋、陆地、水文、植被和冰雪等遥感应用,特别是最新BeiDou-R和TDS-1研究进展。最后给出了GNSS+R应用前景和展望,包括多GNSS系统、GNSS+R接收机、GNSS+R卫星计划和新兴应用等。