GPS/GALILEO组合系统可见卫星与GDOP的区域和时序分析

卫星星座方案的选择对导航定位精度具有很大影响。本文根据GALILEO系统的设计轨道参数模拟得到的GALILEO系统的卫星位置,分别计算了GPS系统、GALILEO系统和GPS/GALILEO组合系统在不同卫星截止高度角的情况下,全国范围内可见卫星和GDOP值的分布情况,并选择了北京、武汉和乌鲁木齐三个城市,连续观测24小时,分析了各城市的可见卫星和GDOP值随时间的变化规律。     

GALILEO系统仿真与分析

本文着重阐述了GALILEO仿真系统星座和误差模型的构建过程,利用该系统进行DOP值分析并通过定位解算验证了GALILEO系统的性能指标。通过与GPS系统性能指标进行比较,得出GALILEO系统的星座设计具有较好的DOP值分布特性,定位精度优于GPS定位精度。在进行差分定位时,其误差贡献比较大的是接收机噪声和卫星钟差,因此提高差分定位的关键是降低接收机的噪声水平和提高卫星钟差预报精度。     

GPS+GLONASS+GALILEO三星跟踪技术

GPS、GLONASS、GALILEO将是未来用于导航定位的三大卫星星座，以拓普康公司的G3芯片为例，探讨了GPS＋GLONASS＋GALILEO三星跟踪技术的有关问题。     

卫星导航中几何精度衰减因子最小值分析及应用

DOP是评估卫星导航定位性能的重要手段之一。在分析GDOP的数学意义和测量意义的基础上,提出两种GDOP最小值的求解方法,并对最小值进行理论分析。结果表明,传统场合中认为DOP为"精度衰减"因子是有局限性的;随着卫星与用户几何关系的改变,包括GDOP在内的所有DOP完全可以小于1,从而具有一定的精度增强作用。在此基础上,提出一种评价星座空间分布均匀程度的星座几何构型品质因数,并以GPS和Galileo星座为例进行试验,结果表明该因数可以较好地评价星座的空间分布均匀程度。基于GPS星座在近地空间内导航精度性能的试验结果很好地证明了DOP具有精度增强的属性。     

GPS/BDS/GLONASS/Galileo多系统融合在中国区域的仿真分析

通过STK软件对GPS、BDS、GLONASS、Galileo四个系统的星座结构进行仿真,并选择单系统与多系统组合定位的方式对中国区域内的可见卫星数、GDOP值和定位精度进行覆盖分析。结果表明,GPS/BDS/GLONASS/Galileo四系统组合定位在我国的GDOP值可达0.7~0.8,定位精度可达3~4m,优于其他方式的组合定位;同时四系统组合定位下的GDOP值降低,定位精度更好,GDOP值与定位精度的波动异常得到了抑制,导航定位的性能与稳定性也得到了相应的提升。     

区域卫星导航系统覆盖性能分析

北斗卫星导航系统已完成区域系统的建设任务。相比GPS而言,由于其星座结构的特殊性,目前仅对部分地区提供可用服务。本文以STK软件为基础,仿真计算了当前北斗导航星座对中国地区单一测站的卫星可视情况和GDOP变化情况,并计算了全球范围内7天观测周期内的平均GDOP分布情况。结果表明,当前星座的北斗卫星导航系统能够完成对中国及周边大部分地区的覆盖。     

一种多系统组合导航快速选星方法

采用多卫星导航系统组合导航,定位精度和系统可靠性会大幅提升,但导航定位运算量也会成倍增长。为解决多系统组合导航定位精度与实时性之间的矛盾,提出一种新的选星方法。新方法不追求最小GDOP值,而是以满足导航定位精度的GDOP值为前提,结合模糊理论中隶属函数的思想,按卫星在星座中均匀分布为原则进行选星。推导伪距测量的误差模型,分析了GDOP与测量误差之间的关系。北斗、GPS和GLONASS三系统组合导航选星实验结果表明,在不超过3次求解GDOP值的情况下,新方法能以不小于98%的概率得到GDOP≤4。     

GPS/COMPASS组合变形测量性能分析

GNSS系统的定位精度和可靠性在很大程度上依赖于观测到的卫星数量和几何图形分布.在城市、露天矿区和峡谷等地区,由于可观测卫星数少,单一系统的定位精度往往难以满足要求,GNSS多星座组合是解决问题的一个有效措施.选取雅砻江卡拉电站滑坡监测网中的一个监测点,利用实测的COMPASS星历和GPS卫星星历,从可见卫星数目及GDOP值两个角度,对GPS、COMPASS单星座系统以及其组合系统变形测量性能进行了对比分析.实验表明GPS和COMPASS组合系统能够有效改善变形监测精度.     

GALILEO和GPS综合系统PDOP评估

对GALILEO、GPS各自星座系统的PDOP,以及GPS＋GALILEO综合系统的PDOP进行了仿真。仿真结果从技术角度支持了GPS＋GALILEO综合系统是一个更为有效的全球卫星导航定位系统,适应GPS＋GALILEO综合系统的综合型接收机的研制是十分必要的。     

GPS/GALILEO偏航姿态异常对动态PPP的影响及其改正模型

当GPS、GALILEO卫星运行至与太阳、地球近似共线时,卫星很难维持名义姿态,将出现一段时间的偏航姿态异常。本文基于不同分析中心所提供的精密轨道和钟差产品,在卫星偏航姿态异常时期,设计不同姿态改正策略,选取全球分布的7个MGEX站10 d实测数据,分析了GPS、GALILEO卫星的天线相位中心改正、相位缠绕改正对观测值残差及动态PPP定位结果的影响。研究表明,在卫星偏航姿态异常时期,采用名义偏航姿态对GPS、GALILEO卫星观测值残差的影响可分别达到8和11 cm,在此期间,GPS/GALILEO卫星采用模型偏航姿态,与采用名义偏航姿态相比,动态PPP的E、N、U 3个方向的定位精度可分别提高13.30%、15.77%和12.98%,相较于剔除卫星策略,采用模型偏航姿态的动态PPP定位精度在E、N、U方向可分别提高5.399%、4.430%、5.992%。     

GPS、Galileo及其组合系统导航定位的DOP值分析

利用Galileo系统的轨道参数模拟了Galileo系统的卫星位置，并计算出DOP值，比较了同一地点同时段内GPS和Galileo的能见卫星个数及DOP值。与单个系统相比，GPS／Galileo组合在任意地点、任意时刻的观测卫星个数增加．其DOP值明显变小；同时计算了组合系统在不同卫星高度角情况下的DOP值变化，发现在卫星高度角较高时仍可以接收到四颗以上的卫星．其DOP值也能达到导航定位的要求。     

GPS／GLoNASS／GALILEo组合导航DOP值及可用性分析

针对采用单卫星定位系统时,在城市高楼密集区和位于深山峡谷的水库、电站、矿山等环境下,GNSS用户接收到的卫星个数少且卫星分布不佳导致的可用性下降、定位精度较差的问题,提出多系统组合的定位方法。利用GPS、GLONASS及GALILE0系统的轨道参数模拟卫星星座,计算不同卫星高度角下单系统及组合系统的DOP值,根据DOP值分析其可用性。研究表明：在全球时空范围内、相同卫星高度角下,组合系统的可用性高于单系统,三系统组合的可用性高于双系统组合。     

GPS和Galileo系统下RAIM算法可用性分析

介绍了RAIM算法中故障检测及其完好性保证的原理,采用STK仿真得到GPS和Galileo系统的卫星坐标及中国区域内的格网点坐标,结合航空用户对完好性需求,比较了GPS和Galileo系统下、不同类型导航性能需求的RAIM算法的可用性结果,分析了截止高度角、可视卫星数对故障检测可用性的影响。结果表明:当截止高度角越低、可视卫星数越多,故障检测的可用性越高;相同截止高度角条件时,Galileo系统下的RAIM可用性要高于GPS系统;单一的GPS导航系统难以满足垂直引导进近和精密进近等高等级的航空需求。     

BDS/GNSS融合精密单点定位性能分析

随着北斗卫星导航系统(BDS)的全球组网成功,基于BDS的应用研究正在如火如荼的进行中,尤其是包括BDS在内的多频多模融合定位正成为研究的重点.利用MGEX(Multi-GNSS Experiment)多个测站的BDS、GPS、GLONASS、Galileo观测数据,基于RTKLIB开源代码,在Visual Studi...     

GPS,Galileo, QZSS and IRNSS differential ISBs: estimation and application

Knowledge of inter-system biases (ISBs) is essential to combine observations of multiple global and regional navigation satellite systems (GNSS/RNSS) in an optimal way. Earlier studies based on GPS, Galileo, BDS and QZSS have demonstrated that the performance of multi-GNSS real-time kinematic positioning is improved when the differential ISBs (DISBs) corresponding to signals of different constellations but transmitted at identical frequencies can be calibrated, such that only one common pivot satellite is sufficient for inter-system ambiguity resolution at that particular frequency. Recently, many new GNSS satellites have been launched. At the beginning of 2016, there were 12 Galileo IOV/FOC satellites and 12 GPS Block IIF satellites in orbit, while the Indian Regional Navigation Satellite System (IRNSS) had five satellites launched of which four are operational. More launches are scheduled for the coming years. As a continuation of the earlier studies, we analyze the magnitude and stability of the DISBs corresponding to these new satellites. For IRNSS this article presents for the first time DISBs with respect to the L5/E5a signals of GPS, Galileo and QZSS for a mixed-receiver baseline. It is furthermore demonstrated that single-frequency (L5/E5a) ambiguity resolution is tremendously improved when the multi-GNSS observations are all differenced with respect to a common pivot satellite, compared to classical differencing for which a pivot satellite is selected for each constellation.     

Dependency of geodynamic parameters on the GNSS constellation

Significant differences in time series of geodynamic parameters determined with different Global Navigation Satellite Systems (GNSS) exist and are only partially explained. We study whether the different number of orbital planes within a particular GNSS contributes to the observed differences by analyzing time series of geocenter coordinates (GCCs) and pole coordinates estimated from several real and virtual GNSS constellations: GPS, GLONASS, a combined GPS/GLONASS constellation, and two virtual GPS sub-systems, which are obtained by splitting up the original GPS constellation into two groups of three orbital planes each. The computed constellation-specific GCCs and pole coordinates are analyzed for systematic differences, and their spectral behavior and formal errors are inspected. We show that the number of orbital planes barely influences the geocenter estimates. GLONASS’ larger inclination and formal errors of the orbits seem to be the main reason for the initially observed differences. A smaller number of orbital planes may lead, however, to degradations in the estimates of the pole coordinates. A clear signal at three cycles per year is visible in the spectra of the differences between our estimates of the pole coordinates and the corresponding IERS 08 C04 values. Combinations of two 3-plane systems, even with similar ascending nodes, reduce this signal. The understanding of the relation between the satellite constellations and the resulting geodynamic parameters is important, because the GNSS currently under development, such as the European Galileo and the medium Earth orbit constellation of the Chinese BeiDou system, also consist of only three orbital planes.     

Galileo和GPS的几点比较

利用GSSF 2.0软件模拟出Galileo系统全球范围的卫星可见性、GDOP、TDOP、PDOP、HDOP、VDOP值,并与GPS进行了比较。