WGS84与ITRS基准转换参数估计及长期演化特性分析

针对在轨运行的GPS卫星,利用由NGA提供的WGS84框架下精密星历以及IGS提供的ITRS框架下的精密星历,采用7参数布尔沙模型,并结合不同卫星的星载原子钟的稳定性,在最小二乘准则下求取WGS84和ITRS之间的转换参数。在此基础上,为了得到较长时间尺度上转换参数的演化特性,首先采用EMD算法进行去噪,以使得数据更能反映参数变化的本质特性,然后在消除趋势项的基础上,对转换参数的时间序列进行谱分析,以探索其周期特性。利用NGA和IGS提供的2009-01-01~2012-06-30共1306d的精密星历,求取每天一组的坐标转换参数,分析其长期演化特性后发现:3个平移参数分别具有345d,690d和345d的周期项,3个旋转参数分别具有459d,172d和459d的周期项,尺度参数则不具有明显的周期项。     

应用Jones-Tryon Kalman滤波器对在轨GPS Rb钟进行状态监测

针对用于石英钟和GPS主控站原子钟状态监测的Jones-Tryon Kalman滤波器,尝试把其引入到在轨GPS Rb钟状态监测中去,结合哈达玛方差分析了其过程噪声和观测噪声协方差矩阵的确定方法,并讨论了滤波初值的选取,从而得到一个适合在轨GPS Rb钟状态监测的滤波器。算例表明,这种Jones-Tryon Kal-man滤波器可以较好地监测在轨GPS Rb钟的状态。     

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利用EMD阈值消噪改进MW组合周跳探测性能

分析MW组合观测值的噪声特性,评价其实际周跳探测性能,提出利用EMD阈值消噪方法进行降噪。对于EMD的端点效应问题,在MW递推均值上增加虚拟噪声构成虚拟观测值对数据进行延拓。估计MW组合经EMD分解后各层分量的阈值,削弱噪声影响。分析消噪后含周跳MW组合所发生的变化,指出周跳具有"扩散"现象,提出基于消噪后MW组合的探测方案。     

一种新的GPS整周模糊度单历元求解算法

提出了一种无须进行搜索的单历元模糊度解法。首先,选择4颗基本卫星,使用INS位置坐标估计这些卫星各频点整周模糊度参数值;构建（1,-1）和（-3,4）组合模糊度,对（-3,4）组合模糊度进行多项式拟合,得到电离层延迟误差估值并进行误差补偿,削弱电离层误差等系统性影响后,直接取整固定组合模糊度;利用组合模糊度确定各频点模糊度后,回代求解接收机坐标,基于此坐标直接固定其他卫星各频点的模糊度。采用实测GNSS/INS数据对算法实现了有效性验证。     

基于Allan方差的BDS随机误差分析

BDS观测数据噪声的辨识对提高BDS定位精度具有非常重要的意义,大量研究表明GPS非差随机模型并不服从高斯白噪声分布,北斗系统由于其星座和频率的多样性,噪声特征将明显不同于GPS。本文利用iGMAS大量高频实测数据,通过Allan方差分析,对比研究了BDS的噪声成分与其参数。试验结果表明,BDS非差噪声成分与GPS相同,主要为白噪声与一阶马尔科夫过程噪声,但是具体参数不同。BDS相位白噪声为2.50 mm,大于GPS的2.33 mm;GM过程噪声为2.38 mm·s^-1/2,小于GPS的4.43 mm·s^-1/2,相关时间为77.07 s,大于GPS的55.51 s。大量试验数据表明BDS的噪声参数聚集程度大于GPS,对环境的敏感程度低,噪声相关时间更长,过程噪声更小,这在北斗精密定位中还有待精化。     

卫星精密定轨的三频观测量IF组合法

随着全球卫星导航系统的发展,GNSS卫星发播多频观测量已成必然趋势。然而,目前IGS分析中心依然使用双频观测量的策略进行轨道、钟差等产品的解算,并没有顾及额外频点观测量对定轨产品带来的效益。本文使用两个双频无电离层组合（IF）作为观测模型,研究第三频点观测量对轨道、钟差及测站位置精度的改善。在观测方程中将卫星端的相位偏差分成时变和时不变分量,通过对两个IF组合的观测方程进行参数重组,推导了与IGS钟差产品基准一致的满秩观测模型。基于超宽巷、宽巷和窄巷双差模糊度构建策略,给出了三频观测量的模糊度固定方法。首先以12颗GPS Block IIF卫星为例,在两种测站布局情况下进行L1/L2 IF双频定轨（S1）、L1/L5 IF双频定轨（S2）、L1/L2和L1/L5两个IF组合的三频定轨（S3）试验。结果表明S3方案最优,测站均匀、不均匀情况下轨道结果S3相较S1分别改善10%以内、10%左右,钟差的RMS略有改善,STD分别改善6.4%、10.0%,而S3相较S2的改善幅度更小,改善百分比基本在5%以内。随后进行了BDS单系统定轨,并使用激光检核轨道,表明三频定轨较B1/B3定轨结果改善显著,但是较B1/B2方案结果改善微弱,可能的原因是天线相位中心误差改正值不准确。     

混合整数最小二乘在GPS定位中的应用

目前针对载波相位双差观测模型中具有整型和浮点型两类参数的特点,常用的方法是先将混合整数最小二乘估计转换为整数最小二乘估计,并以此为准则搜索确定整周模糊度,然后回代解算基线向量。这里提出了一种基于混合整数最小二乘对两类参数同时估计的方法;推导了在未知参数具有先验信息的条件下混合整数最小二乘及整数最小二乘的参数估计准则。最后给出算例验证了基于混合整数最小二乘的参数估计的正确性和优越性。