BDS三频模糊度解算及精度检验

北斗卫星提供3种频率载波信号,极大地推动了利用载波对用户位置和速度信息进行高精度计算方法研究。本文重点研究基于北斗卫星三频信号的载波相位模糊度解算CIR方法,通过使用函数极限的原理推导载波组合,为算法提供了理论基础;分析每一步的误差传递,选取优秀的伪距组合、相位组合,并处理数据验证算法的可行性。在短基线向量前提下,双差中忽略大气延迟的影响,验证了本文提出的几种载波组合的计算模糊度的可行性。     

一种基于北斗三频的改进CIR算法

北斗卫星导航系统能全星座播发3个频率的观测值,有利于载波相位模糊度的解算。本文以传统的CIR方法为基础,分析了其在短基线和长基线计算时的优点和限制。针对于电离层延迟的影响,经典的CIR难以实现长基线模糊度固定的问题,本文提出了一种附有约束条件的适用于长基线的改进CIR算法,利用北斗三频数据对算法性能进行了验证。实验表明:提出的新算法能够提高长基线宽巷模糊度的固定成功率,并且能够很大程度上缩小窄巷模糊度的搜索空间,使其估值的波动能够在4周以内。     

BDS三频与双频模糊度解算性能分析

全球导航卫星系统(GNSS)已进入多频多系统时代。针对两条短基线,对比分析BDS三频与BDS／GPS三频对于BDS双频与BDS／GPS双频在模糊度固定率、成功率及定位精度等方面的改善情况。结果表明,BDS三频与BDS／GPS三频可有效提高BDS双频与BDS／GPS双频的固定率和成功率,但BDS三频与BDS／GPS三频对于BDS双频与BDS／GPS双频的定位精度基本上没有改善。      

北斗三号新三频相位模糊度固定方法

针对北斗三号新的三频观测值,通过分析BDS-3三频线性组合观测值特性,选取高质量组合观测值,采用无几何相关GF(Geometry-Free)模型和无几何无电离层相关GIF(Geometry-Ionospheric-Free)模型分别对实测BDS-3卫星数据进行单历元三频相位模糊度解算TCAR(Triple-freque...     

一种顾及电离层延迟信息的长基线北斗三频模糊度解算方法

北斗卫星导航系统播发3个频点的导航信号,有利于载波相位模糊度解算。鉴于传统的三频模糊度解算方法由于受基线距离的限制难以在中长基线情形下可靠地固定模糊度,本文提出一种适用于北斗卫星系统中长基线模糊度固定的新方法。实验结果表明,改进的新算法不受基线长度的约束,在保证超宽巷、宽巷模糊度正确固定的同时,宽巷模糊度估值误差在0.3周以内;窄巷模糊度估值误差在3周以内。相比于传统算法,新方法的改进效果较好。     

北斗RNSS-RDSS组合模糊度解算方法

电离层延迟较大是基线较长情况下的模糊度解算需要解决的关键问题。当基线较长时,由于基准站和流动站的电离层相关性弱使得双差电离层残差较大,易导致模糊度解算所需时间长且成功率不高。本文提出了一种模糊度解算方法,该方法将北斗无线电测定业务(radio determination satellite system,RDSS)的下行S频段信号测量值与无线电导航业务(radio navigation satellite system,RNSS)信号测量值组合来削弱电离层的影响。首先,通过RDSS信号测量值与RNSS信号测量值一起进行频率组合研究,确定了几组电离层延迟系数小且总噪声波长比(total noise level,TNL)较小的组合。然后,利用这些组合形成几何无关和电离层无关模型解算GEO卫星的窄巷模糊度。最后利用已知窄巷模糊度的GEO卫星测量值辅助求解非GEO卫星的窄巷模糊度。利用实测北斗星历对提出的方法进行了仿真验证,结果表明,本文方法可以从整体上提高模糊度解算的速度和成功率。     

一种改进的北斗三频基线解算方法

针对北斗导航系统目前是唯一能够播发真正实用三频信号的优势,该文中分析了最小二乘降相关搜索(LAMBDA)法与TCAR法在北斗三频模糊度解算中各自的优缺点。根据TCAR法在中短基线中超宽巷与宽巷模糊度固定成功率较高的特点,该文中提出了一种附有模糊度约束条件的北斗三频基线解算模型。通过北斗实测数据实验分析可知,相对于传统的三频定位模型,在短基线情况下具有超宽巷与宽巷模糊度约束的北斗三频定位模型的模糊度固定成功率较高;同时在中等长度基线情况下,模糊度固定速度和坐标收敛速度也比传统模型快。     

基于北斗三频约束的中长基线解算研究

利用北斗三频模糊度易固定的特点,提出一种具有北斗三频约束的BDS/GPS基础模糊度快速解算方法。针对中长基线,利用多历元平滑无电离层组合模糊度,从无电离层组合模糊度中分离出北斗基础模糊度;然后将北斗基础模糊度带入基线解算模型中,约束求解出GPS基础模糊度,最后将GPS与BDS基础模糊度回带观测方程,可实现基线的快速解算。经北斗实测数据验证表明,文中方法可快速固定GPS基础模糊度,较传统卡尔曼滤波求解模糊度方法,大大减少正确固定模糊度所需的原始观测历元数,实现基线的快速解算。     

北斗三频电离层延迟及码硬件延迟解算方法

准确固定非差模糊度是利用相位观测量获取高精度电离层延迟的关键。三频观测条件下常规的处理策略需依次固定超宽巷、宽巷以及窄巷模糊度,通常利用MW（melbourne-wubbena）组合解算宽巷模糊度时易受到码硬件延迟和观测噪声的影响而固定错误。利用北斗三频数据和GIM（grid ionosphenimap）产品,通过固定的超宽巷模糊度以及构造相位无几何组合解算宽巷模糊度,进而重构得到高精度电离层延迟,并且分离了码硬件延迟总量。结果表明,GIM模型辅助条件下宽巷模糊度固定成功率能达到100%,且消除了系统性偏差;电离层重构值与GIM模型改正值存在约1 m的差异,等效精度约6TECU;分离的码硬件延迟变化平稳,标准偏差不超过0.3 m。     

北斗短基线三频实测数据单历元模糊度固定

基于北斗实测三频数据,通过分析比较选取了三组线性独立的超宽巷组合,采用无几何模式(geometry-free)和几何模式(geometry-based)相结合的方法对其进行单历元模糊度固定,然后恢复各频率上的原始模糊度,最后进行定位解算。实验结果表明,对于短基线,组合系数的合理选取是模糊度成功固定的关键;在选用合适(长波长、弱电离层、低噪声)的组合时,对于静态和动态短基线,其原始载波模糊度单历元固定成功率分别为99.75%和95.08%,从而可以避开传统解算中周跳探测等复杂的数据预处理过程,单历元取得cm级定位精度。     

一种短基线GNSS的三频模糊度解算(TCAR)方法

TCAR或综合TCAR是GNSS中常用的快速确定三频模糊度的方法,其原理简单,计算方便。根据不同的噪声背景和多径条件,给出综合TCAR单历元实时解算模糊度的误差分析及仿真结果。针对模糊度估计成功概率不高的情况,结合双频相关法(DUFCOM),并根据综合TCAR的特点,对综合TCAR进行改进。最后,将此方法与基于整数最小二乘准则搜索的LAMBDA方法进行比较。仿真结果表明,利用该方法成功搜索到正确模糊度值的概率与LAMBDA方法相当,但降低计算量,有效提高用综合TCAR单历元实时解算模糊度的可靠性。     

基于多历元递推最小二乘卡尔曼滤波方法的模糊度解算

针对GPS动态定位,通过使用递推最小二乘技术,提出基于递推最小二乘的仅含有模糊度参数的卡尔曼滤波方法,实现了利用多历元载波相位观测信息解算模糊度。同时针对多历元定位的特点,讨论了动态定位中的单频周跳探测与修复,并提出将卫星重新出现的情况按照周跳的处理方法,有效地提高了解算效果。     

单频GPS整周模糊度动态快速求解的研究

提出了一种动态快速求解整周模糊度的方法,即先对系数阵进行QR分解,然后通过矩阵变换使模糊度参数和位置参数分离,从而降低矩阵的维数,满足实时动态求解的要求,最后应用LAMBDA方法搜索模糊度。为验证该算法,用单频GPS接收机进行了静态定位和动态定位两种试验。结果表明,静态定位误差小于1cm,动态定位误差小于3cm。由此可见,该方法能够为动态用户快速而精确地实施GPS单频动态定位。     

NRS中基线模糊度的解算方法

介绍了无电离层组合法和电离层约束法2种CORS中常用的长基线模糊度解算方法。NRS中的模糊度解算同时采用了这2种方法,以保证模糊度解算的正确性和稳定性。     

顾及基线先验信息的GPS模糊度快速解算

采用GPS相位观测值进行快速定位时,其解算模型严重病态,最小二乘解得的浮点模糊度精度差且相关性大,导致整周模糊度搜索空间过大,难以正确固定。本文提出一种顾及基线先验信息和模糊度线性约束的整数条件的GPS模糊度快速解算方法,先用顾及基线先验信息的正则化算法解得精度较高且相关性较小的浮点模糊度,以减小整周模糊度的搜索空间;再综合利用整周模糊度间的线性约束的整数条件和基线先验信息,进一步有效地减小模糊度搜索空间,提高搜索效率。算例表明:顾及基线先验信息的正则化算法有效地改善了模糊度浮点解,模糊度线性约束的整数条件有效地提高搜索效率和成功率。     

基于北斗卫星定位技术构建车辆监控系统

考虑GPS／GSM组合模式车辆监控系统的不足,提出了基于北斗卫星定位技术的车辆监控系统解决方案,阐述该车辆监控系统的技术原理和系统框架结构。     

GPS建筑物振动变形监测中的单历元算法研究

充分利用建筑物振动变形监测的特点，提出了一种带变形特征及最大变形量约束条件的单历元算法。实例计算证明，该算法可以极大地缩小单历元模糊度搜索空间，减少候选坐标的计算量，有效地提高解算成功率，而且约束尺度越小成功率与效率越高，尤其是加入以平面或竖直方向变形为主的变形特征约束时，单历元算法的效率越为明显。     

利用改进的相位平滑伪距公式求解网络RTK宽巷模糊度方法研究

针对目前宽巷模糊度求解常用方法中双频P码与相位观测值线性组合法受伪距观测值噪声影响较大、宽巷组合定义法无法削弱双差电离层影响而使基线距离受限的不足,提出一种利用改进的相位平滑伪距公式求解网络RTK宽巷模糊度方法。试验结果表明,该平滑方法可以准确地求解出宽巷模糊度浮点解,尤其适用于电离层差异较大的长基线宽巷模糊度的求解,为基础载波模糊度的求解奠定了基础。