信号易遮挡地区GPS/BDS双频单历元短基线解算精度分析

信号易遮挡地区GPS、BDS单系统可见卫星个数少,无法达到相对定位的最低要求。讨论了GPS/BDS组合单历元基线解算模型,在多种模拟环境下将GPS/BDS联合解算结果与GPS和BDS单系统在可见卫星数、模糊度固定成功率、定位精度等方面进行对比分析。结果表明,相对于单系统单历元基线解算,GPS/BDS组合大大增加了可见卫星数,提高了模糊度固定成功率,并在极端的观测条件下有效地改善了定位精度,使信号易遮挡地区双频单历元基线解算精度可以达到cm级甚至mm级。     

一种变形监测中中长基线的单历元模糊度解算算法

针对已有单历元模糊度解算算法只适用于短基线的情形,根据误差传播率确定模糊度精度,依据误差确定模糊度搜索空间,提出一种利用GPS双频观测信息实现中长基线下单历元模糊度固定的算法。首先,利用电离层约束法得到双差模糊度之间的线性约束条件;其次,利用变形监测中监测站点坐标近似已知的条件进行约束,反算获得近似模糊度;最后,根据监测站点已有的观测数据精度给出搜索空间,搜索固定模糊度。结果表明,该方法可以实现中长基线下单历元的模糊度固定,对实时变形监测有一定的参考价值。     

GPS/BDS单历元基线解算中随机模型的确定

相对于以往的经验随机模型和高度角模型,提出采用Helmert验后方差估计来确定GPS/BDS组合系统单历元基线解算过程中来自不同系统、不同类型观测值的权阵。数据处理结果表明,Helmert方差估计模型更合理地确定了组合系统相对定位的随机模型,有效提高了单历元模糊度搜索的成功率及基线解算的精度和可靠性。     

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。     

用trackRT进行实时GPS数据处理

利用trackRT实时定位模块对GPS连续站数据进行处理,得到测站的实时动态位移,精度水平方向约为1 cm、垂向约为2 cm;利用其RINEX模拟模块trackRTr对2011年日本Mw9.0地震的1 Hz GPS数据进行模拟实时处理,与事后处理结果较为一致;分析卫星轨道星历和基线长度对解算精度的影响,结果表明基线长度对解算精度影响较大。     

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。     

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。     

GPS/BDS-2/Galileo混合双差相对定位模型应用于短基线精密定位研究

对单/双频GPS/BDS/Galileo混合双差相对定位模型算法进行研究,推导了GPS/BDS/Galileo混合双差相对定位模型。选择短基线数据进行实验,对GPS、GPS/BDS标准双差、GPS/BDS混合双差、GPS/Galileo混合双差以及GPS/BDS/Galileo混合双差解算模式在定位精度、模糊度固定速度方面进行对比分析。结果表明,相对于GPS单系统或GPS/BDS双系统标准双差解算模式,双系统或三系统混合双差解算模式能有效提高模糊度首次固定时间,定位精度也有一定程度的提升。     

2000国家大地坐标系数据处理的若干技术研究

2000国家大地坐标系(CGCS2000)成果的获取技术涉及国际地球参考框架(ITRF)、参考历元、卫星星历及站点速度场等归算问题.介绍了不同参考框架的转换模型和参数,讨论了获取CGCS2000成果的数据处理方法,利用实测观测数据分析了IERS发布的不同ITRF参考框架和不同国际机构发布的各种不同类型的星历对基线结果的影响,以及直接平差与采用框架转换方法求得CGCS2000坐标成果的差异.结果表明:IGS发布的星历精度要高于其他机构发布的精密星历;不同参考框架的精密星历对基线长度在4000km以内的基线影响小于1.3mm,一般在控制网基线解算时可不考虑卫星星历参考框架的影响;在获取CGCS2000成果时,可不考虑星历的类型、参考框架及历元问题;非ITRF97、2000.0成果可采用框架转换公式及转换参数进行成果归算得到CGCS2000成果.     

基于北斗数据的非差相对定位理论与方法研究

简要介绍了北斗导航定位系统,论述了非差相对定位的基本概念、原理及建立非差相对定位模型的基本原则,介绍了建立单历元非差相对定位模型的函数模型和随机模型的详细过程,利用LAMBDA方法实现基线单历元模糊度的固定。对单历元非差相对定位的基线解算精度进行了重点分析。     

单频GPS/GLONASS组合单点定位的精度评估

利用单频伪距观测值和广播星历数据,比较不同观测值权值下GPS/GLONASS组合单点定位的结果,并讨论大气误差对组合单点定位精度的影响。利用最小二乘和卡尔曼滤波两种算法进行单点定位计算,结果表明,组合定位单历元平面位置解精度优于2.5 m,高程方向精度优于4.5 m,24小时解3个坐标分量精度均优于1 m,对于该两种算法,组合定位与单独GPS定位相比精度均有不同程度的提高。     

北斗高精度单历元基线解算方法研究与实现

研究了北斗动态单历元的周跳探测及模糊度解算方法,并编制相关基线解算软件。在我国中纬度某城市采集实测数据,测试分析该算法解算短基线的内符合精度及外符合精度。结果表明,北斗短基线南北方向精度优于7 mm,东西方向精度优于5 mm,高程方向精度优于15 mm,外符合位置精度优于5 mm。     

高频单历元GPS周期性误差特性分析

分析GPS高频单历元时间序列中的误差特性,采用中值滤波法消去高频噪声。经计算,偶然中误差在水平方向为±4～4.5 mm,高程方向为±9 mm。通过周期性重复解算、时间序列比对及相关系数最大化发现,GPS高频单历元时间序列中包含的周期性系统误差的重复周期为86 153～86 165 s。通过对系统误差建模或差分,可消除时间序列中的系统性成分,提高GPS高频单历元数据处理的精度。     

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。     

GPS实时单站速度位移解算方法及其精度分析

基于载波相位变率测速模型,采用相邻历元差分计算载波相位变率,并利用消电离层组合削弱电离层的影响,结合广播星历,实现单站GPS速度的实时解算,最后将速度在短时间内进行积分,得到测站在该时间内的实时位移。通过静态GPS实测数据和日本2011-03-11大地震期间IGS站观测数据对测站实时速度和位移进行动态解算,并分析解算结果的精度。结果表明,测速精度可以达到mm级,积分得到的测站位移精度可以达到亚dm级甚至cm级。     

GNSS多天线基线网单历元模糊度同步解算法

提出多天线基线网单历元模糊度同步解算法,其具体实现步骤为:1)根据宽巷组合模糊度易于固定的优点,采用附加已知基线长度约束法同步解算各基线的宽巷模糊度,得到dm～cm级精度的近似基线分量;2)将解算得到的各近似基线分量作为约束,同步解算各基线的基频模糊度,以获取mm级精度的基线矢量。该方法的关键在于检验各历元宽巷模糊度解算的正确性,以获取可靠的近似基线分量,为解算各基线的基频模糊度提供准确的基线先验信息。由于动态情况下各历元观测信息比较少,单纯依赖ratio检验不可靠,提出结合基线误差、单位权中误差、基线网模糊度闭合环及ratio值等对多组宽巷模糊度进行检验,避免ratio值设置不当导致模糊度检验中发生纳伪和弃真问题。实测数据结果证明,该处理方法使得模糊度解算的成功率提高1%～2%,可以获取移动平台更丰富的导航信息,提高其服务能力。     

随机模型对BDS/GPS长基线解算精度的影响

利用四川CORS网中ZHIJ、QLAI两个测站数据探讨常用的等权模型、高度角模型以及Helmert验后方差估计模型对BDS/GPS长基线解算精度的影响。结果表明：1）BDS/GPS组合系统可以实现长基线高精度解算;2）Helmert验后方差估计随机模型解算精度最高, BDS/GPS组合系统140 km长基线解算精度在水平向和垂向分别优于8 mm和10 mm;3）等权随机模型、高度角随机模型对BDS/GPS长基线解算性能基本相当。     

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。     

基于三维移动变形平台的GPS/BDS中长基线解算性能分析

针对中长基线解算测站间的大气误差无法通过双差完全消除、影响模糊度的固定与精度的问题,在得到宽巷模糊度后,利用Kalman滤波算法对L1、B1基频模糊度进行估计,并使用LAMBDA算法确定基频模糊度。以三维移动变形平台中长基线实测数据为例,解算GPS、BDS、GPS/BDS系统3种模式下的数条中长基线。总体而言,GPS/BDS组合系统较单GPS、BDS系统精度有所提升,GPS/BDS组合系统各基线固定率、正确率优于82.08%、81.53%,X、Y、Z、3D方向的精度可达15.4 mm、15.9 mm、20.1 mm、30.0 mm;20.8 km、46.6 km基线三维移动变形中误差分别优于18.8 mm、22.5 mm,相对中误差分别优于1/71.9、1/60.1。     

中国GPS地壳运动监测网的精度分析与评定(1992～1996)

中国ＧＰＳ地壳运动监测网于１９９２～１９９６年进行了多期观测,观测资料全部采用ＳＮＡＰＳ软件和精密星历进行解算,对解算结果的统计分析与精度评定表明：全国网的基线长相对精度为１０－９,区域网的基线长相对精度为１０－８。