GNSS导航定位技术的研究综述与分析

针对GNSS导航系统的关键技术,分析了GNSS信号结构的多元化,探讨了GNSS接收机的综合性和多样性,提出了我国卫星导航系统的发展思路和策略。     

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。     

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。     

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。     

组合GNSS系统可见卫星分析

为解决高山峡谷地区及城市建筑群区域,G PS用户接收到的卫星个数少无法满足定位的最低要求的问题,提出组合GNSS导航定位的方法。利用GPS、GLONASS及GAL‐ILEO系统的卫星轨道参数模拟,计算不同卫星高度角下全球范围内单 GNSS 系统及组合GNSS系统的可见卫星数。研究表明：组合GNSS系统增加了可见卫星数,突破了极端条件下卫星高度角对导航定位的限制,扩展了卫星定位的范围。     

GNSS对流层水汽监测研究进展与展望EI北大核心CSCD

对流层是近地空间环境中与人类活动联系最为密切的大气层,而水汽是低层大气圈中最重要的组成部分之一。尽管水汽在对流层中所占比例较小,但在一系列天气和多种气候变化中都扮演着重要角色。随着全球导航卫星系统(GNSS)的快速发展,GNSS对流层水汽监测成为重要的研究和应用方向。本文系统介绍了GNSS多维水汽监测及其在相关方面应用的研究现状和进展。GNSS水汽监测研究方面,当前主要集中在二维大气可降水量监测和三维湿折射率/水汽密度廓线反演两部分;GNSS水汽应用研究方面,当前主要包括定位、短临降雨及旱涝监测、数值同化预报等。     

GNSS多系统组合测速模型与精度分析

基于GPS多普勒测速原理,建立了GNSS多系统组合测速数学模型,结合实测数据对GNSS多系统组合的原始多普勒测速、相位一阶中心差分导出多普勒测速及二者组合测速精度进行了分析。结果表明,GNSS多系统组合能够显著提高原始多普勒测速及导出多普勒测速的精度,同时能够在一定范围内提高原始多普勒与导出多普勒组合测速的精度;采用原始多普勒与相位导出多普勒观测值组合,GNSS单系统时能够有效地提高测速精度,GNSS多系统组合效果不明显。      

全球导航卫星系统复杂电磁环境监测分析方法

针对全球导航卫星系统（GNSS）受电磁环境影响的问题,分析了影响GNSS复杂电磁环境的主要组成要素,研究了GNSS复杂电磁环境一体化监测分析的方法,并对其中的关键技术进行了分析,并提出了未来GNSS复杂电磁环境监测保障系统的建设和建议。     

基于开发板和GPRS无线数据采集与传输的GNSS技术研究

随着卫星导航定位系统和计算机网络技术的发展,GNSS实时测量与数据传输成为GNSS技术广泛应用的前提。本文以STM32F103RET6开发板为硬件基础,设计了一套以GNSS数据实时采集终端、GPRS网络数据传输和数据处理中心为核心的GNSS数据采集与处理系统。通过实验,验证了该系统的正确性与可靠性。     

多GNSS系统组合在城市峡谷中的定位性能分析

随着多GNSS系统的部署,利用多GNSS组合定位有可能解决GNSS在城市中定位效果不理想的问题。讨论了联合多GNSS系统组合定位的关键问题,包括时空基准的统一和系统间偏差的处理;通过分析比较,确定了合理的多系统组合定位函数模型,并通过多系统组合定位实验证明,利用多系统组合的方法可提高GNSS系统在城市峡谷中定位的可用性和可靠性。     

CORS系统的差分定位终端设计与实现

当前广泛使用的实时GNSS定位应用可分为两种：一种是低成本定位应用,其采用廉价的芯片和天线,广泛应用于手机、共享单车和公交车定位等方面;另一种是高精度GNSS定位应用,采用网络RTK技术并结合测量型天线和接收机,为高精度测量用户提供实时厘米级测量服务。随着物联网、5G等技术的发展,实时分米到亚米级的定位需求逐渐增多。原有的低成本GNSS定位技术无法达到这一精度要求,高精度定位的设备成本高昂,无法用于大众导航领域。因此,本文实现了一种基于CORS系统的低成本差分定位终端。该终端包括两个部分：外接设备和手机。试验表明,在接入CORS系统后,该设备水平方向的定位精度可以达到亚米级,对推进CORS系统的大范围应用具有一定的意义。     

高轨航天器GNSS技术发展

随着高轨航天器任务和数量逐步增多,使用高轨GNSS技术在一定程度上避免了传统地面测控的局限性,降低了测控站网运行负担和维护成本,且提高了卫星平台自主导航能力和测定轨精度,具有显著的研究意义和应用价值。本文对GNSS用于高轨航天器的技术发展进行分析研究,对比低轨航天器,分析了GNSS在高轨空间环境中应用特点;从高轨GNSS可用性、在轨技术验证和高灵敏接收机技术3个方面,总结高轨GNSS自主导航技术特点和发展历程;分析了高轨事后精密定轨和编队卫星相对导航新任务中GNSS技术特点;从高轨航天器未来发展出发,给出后续高轨GNSS技术研究展望。     

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.      

哈尔滨GNSS综合应用系统在建筑物变形监测中的应用探讨

哈尔滨GNSS连续运行参考站综合应用系统于2007年5月末投入试运营,该系统利用VRS技术,以市区为中心在全市范围内建立永久性连续运行GNSS参考站,经过处理后按不同要求向用户发布国际通用数据及国际通用格式的差分数据。随着城市建设的加快,高层建筑物的安全保障给我们带来新的问题,本文就大型建筑物的形变在哈尔滨GNSS下的应用进行探讨。     

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CORS的浙江省地质灾害监测预警系统建设

主要论述了以浙江省 CORS 系统为基础,综合运用GNSS 空间定位技术、计算机技术、通讯技术、网络技术等现代技术,对可能由地表位移引起的地质灾害进行实时监测、预警和形变分析,建立地质灾害监测预警系统的设计思路和实现过程。     

封闭环境下限制误差发散的高精度导航定位

基于GNSS系统的导航定位设备在封闭或受阻环境下导航精度受限,为此,提升地下空间或室内定位精度,摆脱对GNSS的依赖是当前的研究热点。针对该问题,本文研究了LiDAR+IMU+DMI多源传感器导航定位技术,通过将LiDAR控制标靶数据带入卡尔曼滤波方程,计算IMU+DMI组合的误差状态向量,限制其误差发散,从而获取设备的高精度位置。该技术能使移动检测设备完全摆脱对GNSS信号的依赖,实现地下封闭空间移动测量设备精确定位,便于地下空间检测。通过在武汉某地铁试验表明,本文算法适用于地下、室内空间封闭环境中无GNSS信号的移动测量设备高精度导航定位。     

GNSS系统在桥梁施工控制中的应用分析

GNSS系统在测量领域应用越来越广泛,本文主要阐述了GNSS系统建立桥梁施工控制网的原理和方法,探讨了GNSS技术在桥梁施工控制测量中的应用,并且对比分析了全站仪测量的结果,最终得出GNSS系统用于桥梁施工控制不仅能够满足现在大型桥梁的施工精度要求,而且可以提高工作效率,节约成本。     

全球导航卫星系统的现代化进展

无论从技术角度、经济角度、还是从战略角度出发，卫星导航定位系统都具有极高的研究及应用价值。文章重点围绕国外三大导航卫星定位系统及国内北斗星导航定位系统的体系结构、服务内容、现代化进展及其相互异同；阐述了发展卫星导航定位系统对我国的重大意义；提出了我国面临这一高新技术浪潮急需采取的战略举措。     

基于GNSS精密单点定位的高精度云平台授时

采用GNSS精密单点定位(PPP)技术和时钟驯服技术,构建了基于PPP的云平台高精度授时方案,研制了搭载多系统GNSS接收机板卡、恒温晶振(OCXO)和数字信号处理器(DSP)的授时原理样机。利用协同精密定位平台分析中心(武汉)提供的5 s间隔卫星轨道和钟差产品,采用PPP技术实时解算授时终端坐标和钟差,通过驯服恒温晶振输出亚纳秒精度的1 PPS,实现了长时间高精度的授时能力。本文通过短基线比较和与UTC绝对时间基准比较,验证了精密单点授时精度(RMS)优于1 ns。