基于预报星历和基准站辅助的BDS实时精密单点定位

基于预报星历的常规实时精密单点定位存在相位模糊度难以收敛、定位精度低等问题。文中采用附加基准站改正信息的PPP算法,消除与卫星有关误差影响。依托香港卫星定位参考站网,采用WHU预报星历获取实时卫星轨道和钟差改正,开展基于预报星历和基准站辅助的中国北斗卫星导航系统实时PPP应用研究,并对其定位性能进行分析。试验结果表明,基准站辅助的BDS实时静态PPP单天解的重复测量精度在水平方向优于1 cm,高程方向优于2 cm;基准站辅助的BDS实时动态PPP相位模糊度能够快速收敛,收敛后的定位精度大幅提升,其重复测量精度在水平方向优于4 cm,高程方向优于10 cm,相对于参考坐标的外符合精度在水平方向优于7 cm,高程方向优于15 cm。     

GPS多基准站动态差分定位精度分析

根据长基线情况下机载GPS动态试验数据在多基准站差分模式下的解算分析,得出利用多基准站差分方法能够有效消减误差提高定位测量精度的结论。同时在本文数据分析的基础上,提出了下一步的研究方向。     

非差FCB估计及其在PPP模糊度固定中的应用

模糊度固定能够显著提高精密单点定位(PPP)的精度和收敛速度,是国内外卫星导航定位领域的研究热点．本文通过最小二乘法分离接收机端和卫星端小数周偏差(FCB),恢复非差模糊度的整数特性,将得到的卫星端FCB提供给用户,能够实现非差模糊度固定的PPP．采用全球IGS跟踪站的观测数据进行非差FCB解算,实验结果表明,宽巷FCB的稳定性较好,一周内变化小于0.1周,而窄巷FCB一天内变化较大．将获得的FCB用于模糊度固定PPP实验,E、N、U三个方向的定位精度分别为0.7 cm、0.8 cm和2.1 cm,与浮点解PPP相比,分别提高68％、51％和37％,验证了本文估计的FCB用于模糊度固定PPP的定位性能      

中长基线精密定位基准站选取方案研究

高精度中长基线静态精密定位解算精度受多种因素影响,其中板块运动、基准站选取策略差异,对定位精度产生较大影响。本文利用我国周边IGS站和国内CORS站网作为基准站,定量分析不同基准站选取策略对精密定位精度影响形式与量级。分析可得:(1)利用我国CORS站作为基准站,相比于IGS为基准,不同时段坐标精度和基线长精度均有提高。(2)以板块区域进行基准站位置划分,对比发现,与测站在相同板块内的基准站的解算精度,优于测站与基准站位于不同二级板块的解算精度。     

不同精密星历对震时高频GNSS解算结果精度分析

进行震时高频全球卫星导航系统（GNSS）数据解算时,不同的精密星历对GNSS解算结果会有不同的影响．本文针对IGS数据中心提供的最终精密星历(IGF)和快速精密星历(IGR)在震时高频GNSS数据解算结果中的精度进行分析,从理论上探讨不同星历对震时高频GNSS数据精度的影响,选取2010年Baja地震的高频GNSS数据采用GAMIT／TARACK单历元动态定位方法进行解算分析,结果表明,两种星历对震时高频GNSS数据结果相差不大, 在E、N方向上差值最大不超过2.2 cm,在U方向上差值最大不超过4 cm,且两种星历E、N、U方向均方根偏差小于2,解算震时高频GNSS数据时不同精密星历对解算结果精度影响差别在厘米级,当进行震时高频GNSS数据处理工作时,可使用不同精密星历进行替代解算．      

GNSS多系统动态精密单点定位性能分析

文中在GPS精密单点定位（PPP）理论与方法的基础上,给出了多系统组合的精密单点定位技术观测模型,采用GPS、GLONASS、GALILEO、BDS 四大卫星导航定位系统的实测数据,研究并分析了四系统组合PPP的定位性能。结果表明,多系统PPP精度较单系统有很大提高,GPS+GLONASS+GALILEO+BDS四系统组合动态PPP在三个方向平均偏差约为0.7 cm、0.6 cm和1.7 cm,收敛时间为15～20 min左右,并且多系统PPP在截止高度角增大时,依然有充足的卫星数量,当截止高度角达到30°时,依然能达到cm级定位精度,对机载动态数据进行PPP解算结果显示,四系统组合解算的结果与利用GrafMov的解算结果符合得最好,优于其他双系统和单系统PPP的精度。      

一种区域实时对流层内插模型及其在PPP中的应用

利用反距离加权内插法,对基准站解算的天顶对流层延迟（ZTD）建立了区域实时ZTD模型,评估了该模型内插流动站对流层延迟对PPP定位精度和收敛时间的影响。试验表明：与传统ZTD采用参数估计的处理方法对比,二者解算得到的PPP精度在水平方向上效果相当,但在垂直方向上,模型内插对流层解算的定位精度提高约为5 cm,且能显著提高PPP收敛速度。说明应用本方法建立非气象参数的区域天顶对流层延迟模型能有效加快PPP的收敛速度,且提高定位精度。     

基于GAMIT对国家GNSS基准站进行的北斗基线解算分析

以国家GNSS站的多系统观测数据为研究对象,旨在以单系统解算为研究视角,通过GAMIT软件对BDS/GPS数据进行单系统解算的方法,力图为利用BDS/GPS做基线解算提供参照。实验结果表明,BDS基线解算的相对精度与GPS相当;单BDS数据解算的基线东西方向精度10～12 mm,较单GPS数据解算的基线东西方向精度低42%,高程方向的单BDS基线中误差25 mm,是单GPS基线高程方向中误差的2倍;而组合双系统解算能有效提升基线U方向的精度,提升1 cm左右。文中认为目前利用BDS进行基线解算的精度尚不与GPS精度相当,在利用北斗系统进行高精度定位中,还有许多问题值得探讨。     

对流层映射函数对精密单点定位的影响分析

分析对流层映射函数(NMF、VMF1和GMF)对精密单点定位(PPP)精度的影响,对分布于南北半球不同纬度地区的IGS跟踪站的观测数据进行解算。首先比较PPP坐标与IGS发布的日解SNX文件坐标差异和模型间PPP坐标差异,然后分析不同季节对模型差异的影响。实验结果表明,3种映射函数均可提高PPP精度,精度控制在1cm左右。整体而言,VMF1和GMF对PPP精度的影响相当,且优于NMF。在不同季节里,模型差异会发生mm级的变化。     

日本新国家重力基准网重建

自８０年开始,日本国土地理院着手新的国家重力基准网重建工作,包括了基准重力点的绝对重力值测定及补偿全国各级水准的相对重力测定,并获得取了大量的数据。在对重力测定和相对重力测定的数据进行统一解算,重力异常解算的基础上建立了新的国家重力基准网１９９６。该网精度比一贯使用的原因写生是力基准网提高了１个数量级。     

区域参考站网支撑的PPP和RTK一体化服务及其性能

GNSS区域参考站网可为大范围PPP和RTK终端用户提供快速精密定位服务,然而不同技术体制下的误差影响因素及服务模式不同,服务端数据处理方法及终端定位性能也会有所差异。本文在实现参考站非差模糊度固定的基础上,给出了基于区域参考站网的PPP及RTK一体化服务方法,并对两种技术体制的终端定位效果进行了全面评估。采用西北某省站间距约100 km的CORS站网数据进行试验分析,结果表明,采用区域参考站网解算的整数钟/UPD产品进行PPP固定解动态定位时精度较高,水平方向RMS可达0.5 cm,区域大气改正数可以显著提升定位终端的初始化速度,对于PPP和RTK,60.0%和87.7%的时段单历元即可得到固定解。需要注意的是,基于VRS模式的RTK定位等价于大气强约束,在大气建模精度较差时定位精度会显著下降,而采用虚拟大气约束的PPP-RTK定位精度几乎不受影响。     

傅里叶级数拟合LEO轨道误差下的BDS/GPS/LEO精密单点定位

针对目前多数低轨道地球卫星(LEO)设计处于初步论证阶段,LEO轨道无法精确获取,轨道误差难以准确表述的问题,提出了一种傅里叶级数拟合LEO轨道误差下的BDS/GPS/LEO 精密单点定位(PPP)分析方法. 该方法根据LEO精密定轨后的轨道误差呈现准周期正弦特性,利用傅里叶级数拟合LEO轨道误差,并仿真生成LEO观测数据和星历产品,分析了LEO轨道误差对BDS/GPS/LEO PPP精度与收敛时间影响. 仿真结果表明:BDS/GPS/LEO PPP定位误差随着LEO轨道误差的增加而逐渐增大,但与测站纬度和LEO星座构型无明显关联. 且为保证全球区域BDS/GPS/LEO PPP收敛时间均短于BDS/GPS PPP收敛时间,引入6×10、12×10、18×10 LEO星座后,其LEO轨道误差均方根(RMS)应小于5 cm、11 cm、12 cm.      

基于精密单点定位技术的航空测量应用实践

讨论了基于精密单点定位技术来实现无地面基准站的航空测量。计算结果表明，用观测值的验后残差计算得到的实测动态及静态模拟动态进行精密单点定位的三维RMS均优于3cm；用动态数据精密单点定位的结果同多基准站的双差解求较差计算出的RMS．南北分量和东西分量均优于5cm，高程分量优于10cm；用基准站的静态数据模拟动态单点定位解算得到的坐标同已知坐标求较差计算出的RMS，南北分量和东西分量均优于3cm，高程分量优于5cm。     

基于PPP技术的海岛礁平面控制测量应用实践

讨论了基于精密单点定位技术来实现无已知控制点的海岛礁平面控制测量,分别从观测数据时段长度和数据采样间隔两个方面分析精密单点定位的静态解算精度及收敛情况,计算结果表明,IGS跟踪站的PPP(Precise Point Positioning)单天解在平面方向的精度为mm级,高程方向的精度为2~3cm;同时,还得出了PPP技术应用于静态控制测量的采样率以及静态解的收敛时间。最后用静态数据精密单点定位的结果同Gamit网解求较差计算出两者之差值。试验证明,静态精密单点定位技术能够用于高精度海岛礁平面控制测量。     

一种提高精密单点定位实时性的方法

由于要获取PPP需要的精密钟差文件至少有2d的时间延迟,因此通过提取IGS当天发布的超快星历中的卫星钟差数据,并对钟差数据进行插值,将插值结果做成标准格式钟差数据文件应用到PPP中,可以将精密单点定位的实时性提高为3~9h。基于Bernese软件,采用生成的钟差文件以及当天的超快星历文件对大量实测数据进行PPP。结果表明,对于4h的观测数据,该方法解算精度达到厘米级;当观测时间大于6h时,解算精度基本能够稳定在1~5cm。     

单参考星下全星座单差FCB估计与应用

单差FCB应用于模糊度固定解PPP中,能够提高定位精度并加快收敛速度。但由于地球遮挡,单颗卫星无法与全部卫星形成共视,因此单颗参考星下无法获得所有卫星的单差FCB。若播发多个参考星下的单差FCB作为补充,则会增加数据传输负担。为兼顾可用性与数据量,本文依据差分传递原理将不同参考星的单差FCB转换至同一参考星下,采用基于GPHASE初值的抗差估计对转换后的FCB进行合并,以获得单参考星下全星座单差FCB。选取IGS监测站网15 d的数据生成改进后的FCB产品,并进行固定解PPP验证。试验结果表明,仅播发单参考星改进后的单差FCB即可满足应用需求,改进FCB与现有的FCB产品相差小于0.04周,稳定性与可用性均优于传统的单差FCB。利用单参考星的合并FCB进行固定解PPP：静态解算的水平精度优于1 cm,垂直精度优于2 cm;动态解算时可在15 min左右实现5 cm以内的三维定位精度。     

基于映射函数网络RTK的大气误差内插估计模型

在比较分析已有内插模型的基础上,以卫星高度角、参考站高程、距离为变量,以大气映射函数为基本模型,提出了一种新的适用于高程差异大的大气误差内插模型。利用江苏连续运行参考站系统部分参考站数据,采用不同的内插模型进行处理、比较与分析。结果表明,对于高程差异大、卫星高度角小的用户站,映射函数估计方法、低阶曲面模型能够准确地估计出其与主参考站之间双差对流层误差,其最大均方差不超过2cm;映射函数估计双差电离层误差方法与低阶曲面模型、线性内插模型的估计精度相当。在以上4种方法的比较中,距离线性内插模型的估计精度最差,将近5cm。     

长距离稀疏参考站下网络RTK电离层误差内插模型精度分析

针对现有内插模型是否能够满足长距离稀疏参考站下电离层误差内插精度要求的问题,以线性内插模型、距离相关内插模型作为研究对象,首先结合误差传播定律从理论上比较两种内插模型对参考站间电离层延迟估值误差的抗差性;然后选取多组距主参考站不同距离的实例数据,分析比较模型内插精度的变化规律。实例结果表明:LIM模型内插精度分布较均匀,且优于DIM模型;对比中长距离(100 km),在长距离稀疏参考站下,模型内插精度明显降低,特别是对于电离层误差波动范围较大的卫星,其内插偏差超过±3 cm的达到50%以上。     

玲珑金矿单基站CORS转换参数求解与精度测试

随着CORS系统快速发展和应用,需要对系统进行测试,为实际测量工作提供可靠的经验数据。本文在玲珑金矿采用南方单基站CORS系统进行了实测分析,通过实测数据与已知数据进行比较,通过内外符合精度计算,统计分析单基站CORS系统在矿区范围内所能达到的精度,验证CORS系统单基站在矿区一定范围内完全符合矿区基本控制的精度要求,这证明该系统在矿区平面控制网改造及外业测量工作中完全鞥能满足精度要求,同时也为单基站的建立和测试提供参考方法[1]。     

利用非组合精密单点定位提取区域电离层延迟及其精度评定

提出了一种利用非组合精密单点定位（PPP）提取区域电离层延迟的方法,并将区域电离层延迟内插至用户站实施单频仿动态PPP,以检验电离层延迟的提取精度。结果表明,电离层延迟内插精度受电离层活动变化影响较小,2 d内均能保证优于1 dm;单频仿动态PPP的定位精度在平面方向约为4~5 cm,高程方向优于1 dm;为便于比较分...