北斗接收机动态定位精度测试与分析

随着北斗卫星导航系统建设和导航定位服务能力的发展,北斗卫星导航系统的多模芯片、天线、板块等关键技术已取得突破,掌握了自主知识产权,实现了产品化,国内目前已有北斗二代接收机研制成功。以差分GPS定位数据为真值,运用"跑车"测试法获取北斗接收机动态定位数据,通过与真值数据进行比对,获取北斗接收机动态定位误差数据,解算出动态定位精度,通过分析定位误差数据,可以为下一步提高接收机动态精度提供参考和依据。     

针对北斗系统的降维快速高精度定向算法

通过分析北斗系统的星座特点及GEO卫星特征,提出了一种针对北斗系统的快速高精度定向方法。该方法利用北斗GEO卫星东西向几何构型好的优势,首先由GEO卫星的观测值结合降维解算理论解算基线向量候选值;然后通过模糊度函数法对候选值进行判决,得到最优基线向量,解出宽巷模糊度;最后在此基础上解算B1模糊度,进行高精度定向。该方法不但可以改善利用北斗定向解算所产生的病态性,而且可以减小模糊度搜索范围,实现单历元整周模糊度快速解算。利用实测北斗星历对算法进行了仿真验证,结果表明在实时动态条件下,该方法解算B1的整周模糊度成功率为99.31%,确定的俯仰角标准差为0.07°,航向角标准差为0.13°,是一种高效快速的定向算法。     

基于STK软件的北斗导航卫星轨道模拟

北斗卫星导航系统应用日趋广泛,文中以北斗卫星导航系统为主要研究对象,利用STK模拟完整的北斗卫星导航系统空间星座,实现基于STK的北斗系统的星座仿真、卫星轨道仿真,同时完成卫星的可见性分析与卫星覆盖分析,实现北斗卫星导航系统的仿真应用。目前,北斗卫星导航系统正处于建设阶段,文中结论对北斗卫星导航系统的建设与应用有一定的参考意义。     

国产北斗接收机质量分析与发展现状

北斗卫星导航系统的建成和完善加速了国产多模多频接收机的研制,促进了卫星导航产业链的升级,创造出巨大的商业机遇。介绍了美国全球卫星定位系统及我国北斗卫星导航系统的数据质量分析指标及计算方法,利用自主研发的分析软件对比了国产和进口北斗接收机的数据质量,总结了国产接收机的制造水平和技术难点。     

北斗系统卫星可见性和精度因子分析

北斗卫星导航系统是我国自主建设、独立运行的卫星导航定位系统,建成后将为全球用户提供高精度、高可靠的卫星定位、测速和授时服务。采用卫星工具包软件对北斗卫星导航系统在单点和全球范围内的可见卫星数和精度衰减因子值进行仿真分析。结果表明:北斗卫星导航系统在全球范围内的可见性和精度衰减因子值基本上达到预定的要求,特别是在亚太地区性能更优越。     

北斗二代导航卫星系统地壳运动监测能力

为了评估北斗卫星导航系统（BeiDou navigation satellite system, BDS）监测中国大陆地区地壳变形的技术能力,利用GAMIT/GLOBK软件处理了2017—2019年中国大陆构造环境监测网络23个基准站的全球定位系统（global positioning system, GPS）与BDS-2双模观测数据。结果显示,北斗二代的水平和垂向单日测站定位精度分别约为5~7 mm和13 mm,基线相对定位精度水平分量达到3~4 mm+（1~2）×10-8,水平位移速度测定精度约为0.6 mm/a。北斗二代的精密定位水平大致与20世纪90年代初GPS相当,可用于测定大尺度的板块运动及板内变形,但受卫星星座和定轨精度限制,不能准确反映季节性变动状态。作为对现有GPS监测的补充,可将基准站3年尺度的地壳运动监测精度最多提高20%。     

北斗卫星导航系统单星授时精度分析

为研究北斗卫星导航系统单星授时精度,本文基于GPS单星授时原理,结合北斗卫星多种类型星座特点,编写了BDS单星授时软件。利用iGMAS站数据进行了试验,在对原始数据进行监测并将异常信息剔除后,将授时结果与中国测绘科学研究院北斗分析中心（CGS）钟差文件进行比对,分析了BDS不同轨道卫星（GEO/IGSO/MEO）下的BDS单星授时精度。结果表明,GEO卫星的授时精度为27.39 ns,IGSO卫星的授时精度为18.37 ns,MEO卫星的授时精度为18.62 ns。     

GPS定向中大地方位角解算问题研究

详细讨论GPS定向中大地方位角计算的三种算法,给出算法的数学模型,推导不同算法的误差公式,并利用实测数据对不同算法进行分析比较,得出利用坐标旋转算法和利用子午面与法截面的关系的算法解算方位角精度较高,且精度相同的结论,同时还给出提高定向精度应注意解决的一些问题。     

北斗系统对亚太地区导航性能的改善研究

北斗卫星导航系统正式投入运营,使中国成为继美国和俄罗斯之后第三个正式运营全球卫星导航系统的国家。以北斗系统当前所覆盖的亚太地区为研究对象,分别在亚太地区选取五个城市乌鲁木齐、东京、昆明、马尼拉、悉尼,计算全球定位系统、全球定位系统及格洛纳斯卫星导航系统组合、全球定位系统及北斗系统组合在上述五个城市的可见卫星、几何精度衰减因子值和导航精度,以及整个亚太地区平均几何精度衰减因子值和平均导航精度,通过对计算结果的分析来研究我国的北斗系统给当前亚太地区导航用户带来的性能提升效果。     

关于北斗卫星导航系统技术标准化的几点建议

自2012年12月27日我国正式宣告北斗卫星导航系统建成之后,北斗卫星导航系统已成为国际同行们的研讨热点,实现北斗卫星导航系统技术标准化,势在必行,刻不容缓;为此,笔者提出下列建议:规范系统之名,需要用"中央文件式"的方法促使国内同行采用之;确切表述系统基本参数,需要普及卫星导航技术多学科的基本概念;发挥因特网的准快作用,及时公告北斗卫星星座的基本技术参数。     

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。     

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/GPS单频软件接收机算法研究与实现

随着卫星导航定位技术及接收机的发展,软件接收机已成为当前研究的热点之一。根据北斗卫星导航定位系统（BDS）的接口控制文档（ICD）,分析了BDS B1I信号,提出了一种基于并行码相位和并行频率捕获的算法,实现了对BDS-B1I/GPS信号的捕获跟踪、导航电文解码。利用HG-SOFTGPS02采集器采集的数据进行BDS/GPS定位,验证了该算法的可行性与合理性。     

一种精确估计区域北斗接收机硬件延迟的方法

提出了一种精确估计区域北斗接收机硬件延迟(DCB)的方法。该方法不需要传统复杂的电离层模型,在已知一个参考站接收机硬件延迟的条件下,利用正常情况下电离层延迟量和卫星-接收机几何距离强相关这一特点,采用站间单差法来精确估计区域内BDS接收机的硬件延迟。试验结果表明,该方法单站估计的单站北斗接收机连续30d的硬件延迟RMS在0.3ns左右。通过GEO卫星双频观测值扣除已知卫星DCB和本文方法估计的接收机DCB,计算对应穿刺点一天的VTEC并和GIM格网内插结果并进行比对分析,二者大小和变化趋势均符合较好,进一步验证了本文提出的方法具有可靠性。     

用“预测-校正”法快速解算接收机码间偏差

为了提高接收机码间偏差的计算效率和精度,利用CODE中心发布的全球VTEC地图和卫星码间偏差,通过内"预测-校正"法快速解算接收机码间偏差,并结合VTEC多项式对内插结果进行误差项改正。新算法解算的码间偏差与IGS发布的数据差值基本维持在0.2 ns以内,表明该算法计算精度较高,且效率明显高于传统方法。     

USRP平台下GPS软件接收机高精度定位的实现

首先介绍了采用软件无线电外设USRP(universal software radio peripheral)实现软件接收机的过程,然后介绍了采用软件接收机实现高精度定位的过程,输出了RINEX格式导航电文和观测文件,并详细介绍了利用开源软件RTKLIB进行最终定位的解算细节,经过与距离400 m左右的IGS站进行基线解算分析,该软件接收机能够达到厘米级别的定位精度,均方根误差在1 cm左右。     

基于嫦娥二号数据的高分辨率影像拼接方法研究

以嫦娥二号(CE-2)DOM数据为几何纠正和色调调整底图,采用SIFT自动匹配算法实现影像精纠正,并提出一种基于直方图匹配思想的线性变换色调调整方法,最终完成嫦娥三号(CE-3)着陆区高分辨率窄角相机(LROC-NAC)影像快速拼接,为着陆点周围的地形地貌和地质构造综合分析提供数据.结果表明,该方法解决了LROC-NAC高分辨率影像快速拼接关键问题,实现了色调连续、纹理清晰、地物完整的拼接效果,具有较高的应用价值.     

BDS IODE字段制定方法研究

差分定位中要求参考站与流动站间使用同一组卫星星历和钟差参数。GPS、GLONASS和Galileo系统采用数据期卷IOD(GLONASS t_b)识别卫星星历和钟差参数, 即通过比较差分电文和导航电文中的IOD(t_b), 判断参考站和流动站是否采用同一组卫星轨道和钟差参数。BDS数据龄期(AOD)定义为星历/钟差参数的外推时间间隔, 其取值不能体现出BDS卫星星历和钟差参数的变化, 不能用于DBDS中卫星星历和钟差参数的识别。本文结合BDS ICD中星历参数的定义, 参考GPS、GLONASS和Galileo空间信号接口和差分协议中关于卫星星历识别参数的定义方法, 总结了BDS星历识别参数应具备的性质;在此基础上提出了3种BDS卫星星历识别参数生成方法, 对提出的3种方法进行了分析比较并给出了建议方案。     

基于北斗的高精度测量接收机在位移监测中的应用研究

主要研究了北斗高精度测量接收机的设计方案,分析了其在位移监测领域的应用优势。北斗高精度GNSS测量接收机的应用使国家重点行业尤其是关系国家安全的特殊行业逐渐摆脱以 GPS 为首要定位和授时手段的应用需求,满足了市场对自主知识产权卫星导航高精度监测模块的需求,市场前景非常广阔。     

一种基于云GIS技术的地理信息服务新方式

云GIS技术是当前GIS应用研究的热点。本文研究了基于云GIS技术构建地理信息服务平台的新服务方式,提出了一种云GIS四层次服务体系,并探讨了各层次的服务能力,从而将传统的地理信息服务延伸到"云服务"层面;在此基础上进行了应用实证研究,并将其应用于江苏省地理信息公共服务平台建设,成功构建了"测绘·云"GIS平台,可以面向不同用户需求提供不同层级的云服务;最后,分析了这种新地理信息服务方式的重要特征。