GPS/BDS/GLONASS双频RTK定位算法研究

针对GLONASS采用频分多址技术导致双差观测方程中双差模糊度失去整周特性的问题,提出了一种基于站间单差模糊度分别求解的方法,并结合附加模糊度参数的卡尔曼滤波模型,实现了GPS/BDS/GLONASS组合RTK定位。通过自编RTK程序对GPS、BDS与GLONASS双频实测短基线数据进行测试,并对比分析其他RTK模式下的稳定性与定位精度。结果表明,GLONASS单频和双频定位的模糊度固定率分别为99.8%、99.7%,其定位精度与BDS、GPS相差不大。在单频或双频RTK定位中,双系统、三系统组合定位的稳定性和定位精度明显高于单系统,其中三系统组合定位的稳定性最好,精度最高。随着频率增加,初始化时间明显减少,为实现单历元获得固定解提供了可能性。     

GPS与BDS2、BDS3融合数据短基线解算精度分析

北斗卫星导航系统于2018年12月27日正式向全球用户提供导航定位服务。本文主要利用自编软件进行了不同系统卫星组合下的短基线解算试验。结果表明,在小范围区域内（5 km）的短基线,BDS2+BDS3组合定位平面定位精度达3 mm,高程方向定位精度达6 mm;与单GPS定位结果相比,N、E、U各方向分别有28.9%、6.5%、12.2%的提升幅度;与单BDS2定位结果相比,N、E、U各方向分别有34.0%、25.1%、39.6%的提升幅度。GPS、BDS2、BDS3融合数据处理结果N、E、U各方向外符合偏差均在5 mm内。     

基于卡尔曼滤波方法的BDS动态伪距差分定位算法研究

针对北斗卫星导航系统(BDS)最小二乘伪距差分方法定位精度及稳定性不足的问题,提出了一种基于卡尔曼滤波方法的伪距差分算法,并进行了静态以及人行慢动态两种条件下的实验.对实测数据结果的处理分析表明,卡尔曼滤波方法在静态条件下,东、北、高三个方向精度分别提升55%、23%、48%.在动态条件下,东、北、高三个方向精度分别提升71%、49%、33%.     

基于BDS的边坡监测智能预警系统的设计与实现

传统的边坡监测技术有着自动化程度低、警情上报慢和响应时间长等不足,为了克服传统技术的缺点,提出一种基于北斗卫星导航系统(BDS)的边坡监测智能预警系统.该系统搭配目前主流的高精度接收机,其平面和高程监测精度均能达到毫米级;在灾情判断方面,结合了传统的点位稳定性分析方法和目前较新的图像移动判别技术,使得灾情的误报率进一步降低;本系统集合了数据处理、数据存储、数据分析、信息管理、灾害预警和跨平台信息发送等功能,一体化、自动化和智能化程度高.经过一段时间的实践证明,该系统运行正常,能有效减轻管理者的工作负担,具有一定的推广价值.     

基于BDS三频信号的大变形提取算法研究

提出了一种利用北斗卫星导航系统(BDS)三频载波相位信号提取大变形量的单历元算法.该算法基于监测点变形前坐标,采用BDS三频信号构建的超宽巷组合利用无整周问题的数据处理策略求取变形粗略值,通过宽巷及L1原始观测值逐步精化求得精确的变形信息.采用变形监测试验平台的一组实测变形数据进行测试,验证了本文算法的可行性.     

北斗地基增强系统框架下流动站定位精度分析

江苏连续运行的参考站(CORS)苏州分中心已经建成覆盖全市的北斗地基增强系统框架网络,并基于此框架网络对区域用户提供服务,针对流动站在不同环境下连接各种源节点的稳定性和局限性问题进行了一系列测试.结果表明,在卫星不被遮挡的情况下,无论接收机是采用单星模式、双星模式,还是三星模式,其定位精度均能满足要求,即平面精度优于5cm,高程精度优于10cm.在卫星被遮挡的情况下,三星模式优势尤其明显,其初始化时间、稳定性以及定位精度均优于其他两种模式.     

GPS/BDS组合实时动态精密单点定位

针对常规模式下。单系统实时精密单点定位精度受接收机环境和可视卫星数量影响严重等问题,研究了GPS/BDS双系统实时精密单点定位,采用非差无电离层组合载波和伪距观测值,详细推论了Kalman滤波参数估计方法的基本原理,并利用其进行参数估计,最后通过IGS站和实测数据进行了实时PPP实验,实验表明:GPS/BDS双系统定位模式较GPS单系统有明显改善,在E、N、U方向收敛后RMS值分别达到0.125 m、0.117 m、0.289 m,较单系统在各方向分别改善了11.9%、18.1%、22.5%。证明了GPS/BDS实时PPP能够达到分米级到厘米级定位精度。     

小波变换联合伪距相位组合探测与修复GNSS三频周跳

三频观测值可改善周跳探测与修复,但易受伪距观测值噪声的严重影响且有一些不敏感周跳组合无法探测。针对目前存在的问题,本文采用小波变换理论对伪距观测值降噪以提高探测修复周跳能力;合理优化组合观测量以组成稳定方程;使用QR分解进一步提高计算跳变量时的数值稳定性。最后,利用BDS和GPS/QZSS三频高、低采样率实测数据进行测试。结果表明,所有人为加入的周跳都被正确探测并修复,而且不存在无法探测、周跳误探与误修复问题。     

BDS高精度动态检测系统的设计与实现

针对中国北斗卫星导航系统(BDS)用户设备动态性能的检测需求,本文设计了一种可以在真实环境下,高效、自动化测试的检测系统,称为BDS高精度动态检测系统(BDHDS).该系统以依维柯汽车为载体,高精度的惯性组合导航系统为测试基准,布设了卫星信号采集回放仪、卫星信号转发器、测试暗箱、监控设备等专业测试设备,并且基于JavaScript开发了自动化测试评估软件,实现了卫星信号采集、回放,测试结果实时显示,测试报表自动生成、测试过程记录等功能.为了检测BDHDS的有效性,本文选择了两种不同型号的BDS设备分别进行了静态、低速动态和高速动态跑车试验,试验结果表明该检测系统能够直观高效地评估BDS用户设备的动态性能.     

BDS接收机天线相位中心标定

在高精度GNSS定位中,接收机天线相位中心偏差(PCO)和天线相位中心变化(PCV)的影响不可忽略。目前,IGS发布的绝对天线相位模型文件中包含了GPS/GLONASS系统的标定值,但是没有发布北斗系统(BDS)的标定值。本文借助机械臂可以控制天线自由旋转,在数小时内实现全方位GNSS观测的特性,采用历元间差分的方法对接收机天线包括GPS L1/L2和BDSB1I/B2I/B3I等多个频点的PCO和PCV分别进行标定和拟合。标定结果表明,比较最小二乘估计的GPS PCO与IGS发布值,其STD和RMS在L1/L2上均小于1 mm;BDS PCO估计值的STD在B1I/B2I/B3I上分别为0.5、0.3、0.3 mm。利用球谐函数拟合的GPS PCV格网值与IGS发布值相比,其偏差在天顶距小于75°时均小于1.5 mm。BDS PCV拟合值范围均在-5~8 mm,且随天顶距变化曲线呈现波谷状。BDS PCV在低高度角处拟合值波动较大,随方位角变化曲线峰值-峰值最大达到了5.6 mm。