BDS-3/BDS-2/GPS长距离非差RTK定位性能研究

针对单系统长距离实时差分(RTK)定位性能较差的问题,该文利用北斗三号(BDS-3)系统与BDS-2、全球定位系统(GPS)具有重叠频率的特性,分别对各个系统以及具有重叠频率系统组合的定位性能进行了研究。首先,通过误差改正模型对电离层、对流层延迟误差进行模型改正;然后,对大气延迟误差采用历元间随机游走约束来加快模糊度的收敛速度,使用最小二乘模糊度降相关平差法进行模糊度固定;最后,将固定后的模糊度反代回观测方程中进行位置参数的解算。该文选用长距离连续运行参考站(CORS)网的实测数据进行实验,结果表明,单系统中BDS-3的定位性能最优,采用长距离非差RTK算法能够实现流动站厘米级定位且适用性强。     

长距离单历元单频非差北斗网络差分方法

针对北斗卫星导航系统现有的网络差分方法多是基于GPS系统并采用双差定位模型,而双差定位模型的采用使得网络差分方法存在一些缺陷的问题,该文提出一种长距离单历元单频非差北斗网络差分方法;首先长距离北斗基准站网向覆盖区域内的北斗用户提供非差误差改正数;然后用户内插计算出自己所需的非差误差改正数,并改正北斗单频伪距观测值的误差;最后进行单历元单频网络差分定位。实验表明,该方法能够使用单历元单频伪距观测数据实现长距离北斗网络差分定位。     

长距离GPS/BDS双系统网络RTK方法

基于区域参考站网的网络实时动态定位(real-time kinematic,RTK)方法是实现全球定位系统(global positioning system,GPS)、北斗卫星导航系统(BeiDou satellite navigation system,BDS)高精度定位的主要手段.研究了一种长距离GPS/BDS双...     

智能手机BDS/GPS非差RTK定位软件实现及性能分析

针对当前智能手机终端伪距观测值精度不高和单系统稳定性较差的问题,该文基于安卓(Android)平台开发了一款BDS/GPS融合系统非差RTK定位算法应用程序.该应用程序既可作为手机导航芯片原始观测数据记录软件,也可作为定位算法处理GNSS数据的载体,使终端用户定位方式更加灵活.设计实验对比分析了 BDS单系统、GPS单...     

非差误差改正信息的大范围单历元网络差分方法

针对网络差分方法多采用双差模型,但双差模型在实现时不够灵活的问题,提出一种基于非差误差改正信息的大范围单历元网络差分方法。此方法能够克服双差网络差分模型的缺点,用户不需要选择一个参考站作为主参考站,更不需要主参考站的观测数据进行双差组合,从而减少了数据传输量,作业方式更加自由、灵活,且算法简单、作业范围大。大范围区域内的流动站用户利用非差误差改正数进行误差改正,然后可实现单历元网络差分定位。实验表明,该方法可完成大范围单历元网络差分定位,并能够得到分米级精度的定位结果。     

长距离 GNSS网络 RTK算法研究

由于区域误差的空间相关性随着测站间距离的增加而减弱,所以目前网络RTK系统使用的CORS站间距多在30km~80km,而长距离网络RTK算法可以扩大网络RTK的有效作业距离,降低系统建设和维护成本。本文对长距离网络RTK参考站和流动站的整周模糊度实时解算、流动站用户观测值误差的实时改正等算法进行了研究,并基于本文的算法开发了相关的长距离网络RTK软件,最后利用实测CORS网的数据进行长距离网络RTK算法实验。     

长距离网络RTK实时厘米级定位算法

针对CORS系统建设成本高和选址困难的问题,该文提出GPS长距离网络RTK定位算法。该算法首先利用MW组合观测方程解算基准站双差宽巷整周模糊度,采用Saastamoinen模型和GMF映射函数模型相结合解算双差对流层干分量延迟残差,并将双差对流层湿分量延迟残差作为未知参数进行估计,同时结合无电离层组合观测值解算基准站双差载波整周模糊度;然后,采用综合误差内插法解算基准站和流动站的误差改正数;最后,采用最小二乘法逐历元进行法方程叠加解算流动站双差模糊度浮点解,并利用LAMBDA算法和通过TIKHONOV正则化改进的LAMBDA算法搜索固定流动站双差宽巷整周模糊度和双差载波整周模糊度。实验表明,该算法能够将基准站间距离提高到100~150km,使流动站用户可以获得厘米级定位结果。     

BDS中长距离非差实时动态厘米级定位算法

针对BDS常规实时动态定位(RTK)中,随着流动站与参考站间的距离增加,大气延迟误差的空间相关性大大降低,影响了整周模糊度的快速解算和流动站位置信息的解算精度问题。该文研究了一种基于非差观测误差的BDS中长距离常规RTK定位算法,采用非差误差改正方法为流动站提供误差改正,利用参考站的非差误差改正数以单颗卫星为对象进行误差改正。对电离层延迟误差和相对天顶对流层延迟误差进行参数估计,处理电离层延迟误差和对流层延迟误差的影响。最后通过BDS实测数据对该算法进行了算法验证和结果分析。实验结果表明,该算法可以实现BDS中长距离常规RTK的快速定位,并获得厘米级定位精度。     

非差HiRIM方法与现有双差网络RTK方法的等价性

对基于非差误差模型的HiRIM方法和现有基于双差误差模型的网络RTK方法进行了理论上的描述和特性上的比较分析,证明了在地面处建模时两类方法的等价性,推导了在地面处与地面上方不同高度处建模时最大差异的精确计算公式,论证了直接利用参考站大地坐标在地面构建区域电离层模型的可行性,并通过山西省CORS网的一组实测数据验证了其有效性。     

长距离GPS/BDS参考站网多频载波相位整周模糊度解算方法

长距离网络RTK是实现GPS/BDS高精度实时定位的主要手段之一,其核心是长距离参考站网GPS/BDS整周模糊度的快速准确确定。本文提出了一种长距离GPS/BDS参考站网载波相位整周模糊度解算方法,首先利用GPS双频观测数据计算和确定宽巷整周模糊度,同时利用BDS的B2、B3频率观测值确定超宽巷整周模糊度。然后建立GPS载波相位整周模糊度和大气延迟误差的参数估计模型,附加双差宽巷整周模糊度的约束,解算双差载波相位整周模糊度,并建立参考站网大气延迟误差的空间相关模型。根据B2、B3频率的超宽巷整周模糊度建立包含大气误差参数的载波相位整周模糊度解算模型,利用大气延迟误差空间相关模型约束BDS双差载波相位整周模糊度的解算。克服了传统的使用无电离层组合值解算整周模糊度的不利影响。采用实测长距离CORS网GPS、BDS多频观测数据进行算法验证,试验结果证明该方法可实现长距离参考站网GPS/BDS载波相位整周模糊度的准确固定。     

BDS-3多频非差非组合精密定轨精度分析

针对北斗三号卫星导航系统(BDS-3)五频点观测数据和非差非组合精密定轨理论,介绍了非差非组合观测模型和参数估计方法,提出了利用K均值聚类算法(K-means)进行测站选取的策略,分析并讨论了非差非组合方法的优势.通过K-means和人工经验选取两种测站选取方案,分别使用BDS-3五频,B1C+B2a、B1I+B3I三种频率选择方式,利用30个观测站,对BDS-3中轨道地球卫星(MEO)和倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)进行精密定轨处理.结果表明：当接收B1C+B2a频点观测数据测站不足时,非差非组合方法可以通过利用五频观测数据增加观测数据数量、优化测站布局,提高定轨精度,与B1C+B2a频率组合相比,五频定轨结果切向(A)、法向(C)、径向(R)和三维(3D)方向均方根(RMS)月均值分别提升0.003 m、0.004 m、0.003 m和0.007m;K-means算法选取的测站与人工经验选取相比,分布更加合理,定轨精度更高,三种频率选择方案MEO卫星3D RMS月均值精度分别提升0.009 m、0.017 m和0.009 m.     

不同截止高度角下BDS-2/BDS-3短基线RTK定位性能分析

针对当前BDS定位性能评估问题,基于国内MGEX组成的约12.93 km短基线数据,分析了不同截止高度角情况下BDS-2、BDS-3、BDS-2/BDS-3短基线RTK的定位性能.实验结果表明,随着截止高度角的增加,BDS-2和BDS-3的卫星可用数、定位精度以及解算历元率明显降低,PDOP值明显上升;而BDS-2/BDS-3能有效改善这种情况,弥补单一卫星在极端环境下定位性能较差的缺点,为今后的BDS定位性能研究提供了一定的参考意义.     

GPS/VRS实时网络改正数生成算法研究

为提高厘米级网络GPS/VRS实时动态定位的精度和可靠性,系统地探讨VRS网络实时改正数的生成模型,并提出适用于中长距离参考站网络的电离层、对流层以及卫星轨道改正数计算的改进算法。结合四川GPS参考站网络(SGRSN)以及自主开发的虚拟参考站软件平台VENUS系统,对上述改正数生成算法进行试验验证,结果表明其大气误差改正数精度为2~4 cm,轨道误差的影响可基本消除,满足80 km以上中长距离稀疏参考站网络厘米级实时动态定位服务要求。     

一种用于长距离网络RTK基准站模糊度固定的非组合方法

基准站模糊度固定是网络RTK系统初始化的前提条件。文中使用非组合方法来固定基准站间模糊度。该方法相对于传统组合方法而言具有以下3个优点:1)基于非组合观测值,避免了观测噪声的放大;2)将L2模糊度变换为L1与宽巷模糊度WL(Wide-Lane)模糊度的差值,同步求解WL和L1模糊度浮点解,简化了计算过程;3)WL模糊度由平差得到,部分模糊度固定后,加快了其他WL模糊度的固定速度。实验结果表明,非组合方法相对于传统方法而言,WL模糊度固定速度提高了24.5%;L1模糊度固定正确率提高了7.9%。可以认为,在网络RTK初始化方面,非组合方法要优于传统方法。     

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。     

基于非差误差改正数的长距离单历元GNSS网络RTK算法研究

<正>目前网络RTK系统中基准站间距一般为几十千米,基准站的建设不仅成本较高,而且选址要求也比较严格,如优越的观测条件、完善的网络通信和仪器安全等。目前的网络RTK系统一般需要一定的观测时间才能够启动系统和实现流动站定位,不能在单历元确定基准站观测值的整周模糊度和完成流动站厘米级定位。而流动站一般都是采用双差误差改正模型对观测值进行误差改     

网络RTK几种常用技术的比较

详细介绍了网络RTK技术的基本原理,并对目前的主要网络RTK技术进行了分析比较,最后论述了应用网络RTK技术存在的一些问题和未来的发展趋势.     

非差虚拟观测值的网络RTK实现

网络RTK是利用多基准站观测值实现流动站附近的误差建模,其中包括对流层、电离层延迟和卫星轨道等误差。讨论了利用VRS技术实现网络RTK中的几个关键技术,包括将多基准站插值所得的双差大气延迟添加到非差模式的VRS观测值中,利用IGS的超快速星历中的预报部分改正广播星历误差和利用恒星日滤波改正VRS的伪距多路径效应。24 h的测试数据证实,该算法应用在50 km间隔的基线网中,所生成虚拟观测站与流动站单历元解算成功率达到81.1%,而RTK定位结果显示其连续解算成功率达到97.6%,其定位结果在北、东和高方向中误差分别达到1.1 cm、1.1 cm和3.0 cm。     

长距离网络RTK基准站间整周模糊度单历元确定方法

提出一种长距离(100～200km)网络RTK基准站间的整周模糊度单历元确定方法。该方法首先利用载波相位模糊度间的线性约束关系对双差宽巷模糊度进行搜索。为了减小非弥散误差残差对载波相位模糊度解算的影响,采用了一种新的根据高度角重新选择基准卫星的方法。然后根据双差宽巷模糊度选取双频载波相位模糊度的备选组合,利用基准站间非弥散误差残差的计算值对双差载波相位模糊度进行搜索和确定。经试验算例的验证,该方法快速、稳定,不受周跳影响,只需一个历元的观测数据即可确定长距离基准站间的双差整周模糊度。     

基于DREAMNET的GPS/BDS/GLONASS多系统网络RTK定位性能分析

随着BDS系统完成亚太地区组网、GLONASS系统再次实现满星座部署以及GPS系统的现代化,多系统集成已逐步成为网络RTK技术的发展趋势。本文结合笔者所在课题组自主研发的网络RTK数据处理系统DREAMNET,对不同卫星系统组合模式下的定位精度进行比较分析。试验结果表明,GPS/BDS/GLONASS网络RTK和GPS/BDS网络RTK的定位精度最高,GPS、BDS单系统网络RTK次之。此外,随着高度角的增加,GPS单系统网络RTK的可用性显著降低,而GPS/BDS/GLONASS网络RTK在高度角为40°时依然可以在99.84%的时间里提供水平精度0.01 m、高程精度0.025 m的定位服务。最后,对15 d的定位结果进行统计,包括不依赖GPS系统的BDS和BDS/GLONASS在内的6种组合方式皆可达到水平0.01 m、高程0.025 m的定位精度,其中GPS/BDS/GLONASS网络RTK则可以得到水平0.006 m、高程0.015 m的定位精度,证明DREAMNET的定位精度和稳定性完全可以满足测绘作业的需要。