多频BDS-3/Galileo/GPS长基线相对定位性能分析

为充分发挥BDS-3和Galileo多频信号的定位优势,对BDS-3和Galileo四频宽巷组合进行优选,并基于优选后的组合构建适用于BDS-3单系统、Galileo单系统、BDS-3/Galileo双系统和BDS-3/Galileo/GPS三系统的多频定位模型,通过对多频长基线数据进行测试,对比分析4种定位模式下的定位精度和稳定性。结果表明,在对长度超过500 km的长基线进行定位解算时,BDS-3单系统定位精度优于Galileo单系统;水平和垂直方向上BDS-3/Galileo双系统组合定位精度均可达到dm级,较BDS-3单系统提升幅度分别在10%和25%以上,稳定性也有明显改善;BDS-3/Galileo/GPS三系统定位精度较双系统也有提升,提升幅度在10%左右;双系统和三系统的相对定位精度均达到1×10^-9 m量级,可以满足长基线精密定位要求。卫星系统的增加不仅可增大可视卫星数,还可增强卫星的几何结构,从而有效提高定位精度和稳定性。     

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。     

BDS-3多频PPP模型性能分析

为验证BDS-3新三频PPP模型的定位性能,在原始观测方程的基础上推导新三频PPP模型,并重新推导模型中的伪距偏差改正。利用14个MGEX测站观测到的数据对3种三频PPP模型及2种传统双频非差非组合模型的静态和动态定位性能进行比较分析。结果表明,新三频PPP模型在收敛时间和定位精度上均有所提升,其中TDF模型的提升效果最好。     

BDS-3多频信号最优线性组合及特性分析

围绕BDS-3多频模糊度解算中的最优组合观测量选取问题,采用模糊聚类分析法分别实现不同基线长度下三频、四频及五频最优组合观测量的选取及特性分析。结果表明,随着频率数的增加,高质量线性组合数目急剧增多;相比于三频、四频,五频更有利于形成总噪声水平小的组合观测量、长基线模糊度的单历元快速固定及实现实时精密定位。     

智能手机BDS-3/GPS数据质量及SPP性能分析北大核心CSCD

使用可观测到BDS-3 B1I/B1C/B2a频率和GPS L1/L5频率的智能手机Xiaomi 11(青春版)作为研究对象,分别进行静态实验和不同场地的动态实验,分析手机输出的三频BDS和双频GPS原始观测数据质量及单频SPP性能。实验结果表明,智能手机的GNSS天线成本低致使其信号质量不佳,其中GPS L1频率和BDS B1C频率抗干扰性较强:BDS B1C频率定位结果在静态和动态实验中均较为稳定;GPS L1频率定位结果在动态实验中优于GPS L5频率,在静态实验中略差于GPS L5频率。     

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。     

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%。     

基于广播星历的GPS/BDS-3非差非组合PPP北大核心CSCD

分析GPS和BDS-3卫星广播星历的误差特性,研究广播星历精度不足的补偿策略,提出一种SISRE补偿的非差非组合定位模型。采用2022年15个MGEX测站1周的数据进行实验。结果表明,SISRE补偿的非差非组合模型的GPS和BDS-3静态三维定位误差的RMS分别约为24 cm和23 cm, GPS/BDS-3双系统组合可进一步将精度提升至约18 cm;GPS和BDS-3仿动态三维定位误差的RMS分别约为73 cm和74 cm, GPS/BDS-3双系统组合可进一步将精度提升至约45 cm;SISRE补偿的非差非组合模型与SISRE补偿的无电离层组合模型定位精度相当。     

高度角对BDS-3与多系统兼容短基线解算精度影响分析

针对BDS-3新频率组合在极端高度角环境下短基线解算性能较差问题,本文提出使用BDS-3/GPS/Galileo/QZSS多系统兼容频率组合定位方法,并通过5种不同高度角实验进行解算验证。结果表明,在低高度角情况下,BDS-3系统B1C/B2a组合短基线定位性能较优,可以实现cm级定位;在极端高度角情况下,BDS-3系统B1C/B2a组合短基线定位性能较差甚至不能实现定位。而多系统兼容频率短基线定位性能相比BDS-3有较明显提升,尤其是BDS-3/GPS/Galileo/QZSS4系统组合提升效果最为明显,即使高度角达到50°,历元解算率优于95%,E、N、U、3D 4个方向解算精度分别可以达到1.19 cm、2.30 cm、5.61 cm和6.18 cm。     

一种新的中长基线GNSS三频模糊度快速解算方法

提出一种新的无几何无电离层三频模糊度解算方法。该方法通过对伪距观测值赋予不同的权重,辅助宽巷及窄巷模糊度消除双差电离层残差的影响,使宽巷及窄巷观测值只受观测噪声的影响,通过多个历元平滑取整即可获取宽巷及窄巷模糊度值。通过实测GPS/BDS中长基线三频数据验证分析表明,该方法可以有效地实现中长基线模糊度的快速解算。     

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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。     

一种改进的中长基线三频模糊度解算方法研究

研究了一种改进的三频模糊度解算方法。对宽巷和窄巷模糊度固定时受到的噪声误差进行分析得出,选用文中给出的无几何无电离层组合解算的窄巷模糊度噪声标准差均为B3载波波长的8.262 8倍。用实测的北斗三频数据进行了实验验证分析。     

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。     

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。     

BDS-2和BDS-3卫星伪距多路径偏差特性比较

通过分析2016-07-01 JFNG测站BDS-2卫星伪距多路径组合（MP组合）的特征,证实BDS-2卫星的伪距观测值存在与卫星高度角有关的伪距多路径偏差,且该偏差与卫星类型和信号频率有关。利用SGG0站2017-07-10~07-20的数据计算BDS-3卫星的MP序列,通过三次多项式拟合建立每一颗卫星在各个频率上的高度角模型发现,对应的系数接近0,说明BDS-3卫星伪距观测值几乎不存在伪距多路径偏差。