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。     

一种超短基线定位系统阵型的改进方法

超短基线随着作用距离增加,其定位误差也增大.为了满足远距离作业需要,提高超短基线远距离的定位精度,文中提出通过改进超短基线基阵阵型的方法来提高定位精度,但同时会带来相位模糊的问题,因此进一步提出一种利用双脉冲信号相位抗模糊的方法以保证在改进的阵型条件下能够正确地定位.仿真和实验结果证明通过阵型改进后的超短基线系统定位精度得到了很大的提高.     

一种消除全极化微波辐射顺/逆风向遥感模糊性的新方案——算法研究

全极化微波辐射计可以进行海面风速和风向测量.由于地物模型函数本身的特征以及辐射计的各种测量噪声,通常会出现最后反演出的风向往往不是与真实风向最接近的情况.如果不进行全极化辐射计扫描观测单元与定标单元的优化设置,可能会出现风向反演的顺/逆风180°模糊性问题.这将大大降低全极化辐射计海面风向反演的精度.采用Monte Carlo方法研究全极化辐射计海面风向反演出现的顺/逆风向模糊性的特点和消除方案.根据模拟反演的结果,提出一种根据第一次扫描的第一、第二风向解和第二次扫描的第一风向解选择最终风向值的算法.该算法消除了顺/逆风向反演的模糊性,在一定程度上提升了全极化辐射计的性能,并为进一步设计全极化辐射计的星上实际应用方案提供了理论依据.     

GPS短基线整周模糊度的直接解法

提出了在位移值较大的情况下(0.7 m),通过多种载波相位组合,解算短基线GPS整周模糊度的方法。导出了在解算过程中保证L1和L2载波的整周模糊度N1和N2为整数的条件,从而将DC(direct calcu-lation)算法[1]不仅推广到大变形的情况,而且推广到短基线GPS整周模糊度的解算,解决了快速准确解算短基线GPS整周模糊度的问题。     

GPS工程控制网基线解算优化的探讨

对GPS基线解算的原理、影响因素和精度指标进行了分析,并结合Trimble Geomatic Office软件的基线解算实例阐述了具体的基线解算优化方法。     

Efficiency of carrier-phase integer ambiguity resolution for precise GPS positioning in noisy environments

Precise GPS positioning relies on tracking the carrier-phase. The fractional part of carrier-phase can be measured directly using a standard phase-locked loop, but the integer part is ambiguous and the ambiguity must be resolved based on sequential carrier-phase measurements to ensure the required positioning precision. In the presence of large phase-measurement noise, as can be expected in a jamming environment for example, the amount of data required to resolve the integer ambiguity can be large, which requires a long time for any generic integer parameter estimation algorithm to converge. A key question of interest in significant applications of GPS where fast and accurate positioning is desired is then how the convergence time depends on the noise amplitude. Here we address this question by investigating integer least-sqaures estimation algorithms. Our theoretical derivation and numerical experiments indicate that the convergence time increases linearly with the noise variance, suggesting a less stringent requirement for the convergence time than intuitively expected, even in a jamming environment where the phase noise amplitude is large. This finding can be useful for practical design of GPS-based systems in a jamming environment, for which the ambiguity resolution time for precise positioning may be critical.     

多GNSS系统组合PPP定位精度评估

采用MGEX网提供的GPS、GLONASS、BDS、GALILEO四系统双频观测数据,以CODE、GBM、WUM、GRG精密产品进行了静/准动态模式下多系统组合无电离层延迟PPP浮点解与整数钟法固定解实验。结果表明多系统的组合提升了定位精度,尤其是GLONASS的加入效果最明显,CODE与GBM产品的解算精度优于WUM、GRG产品。部分模糊度固定相比全模糊度固定的效果显著,模糊度固定明显缩短了PPP收敛时间,在静态模式下相对浮点解精度提升10%以内,动态模式下E方向与U方向精度提升效果最好。     

北斗观测量时间相关随机模型构建及评估

传统多历元累积观测量随机模型通常忽略各历元间观测量的时间相关性,导致其对观测量整体随机特性刻画不准确。考虑北斗系统中GEO卫星观测量的时间相关性较强,本文提出一种适用于多历元下北斗观测量的时间相关随机模型构建方法。在传统多历元随机模型的基础上,将时间相关系数直接引入随机模型,通过观测量站间差分残差计算各历元间观测量的时间相关系数,生成多历元下北斗观测量时间相关随机模型,并利用实际试验数据对其在整周模糊度解算中的表现进行评估。试验结果表明,时间相关随机模型在一定程度上解决了传统随机模型存在的整周模糊度PCF下限估值虚高的问题,提高了整周模糊度Ratio值,有助于整周模糊度顺利通过检验。此外,相比于传统随机模型,时间相关随机模型有效减少了整周模糊度漏检及误警的情况出现,提高了整周模糊度解算的可靠性。     

多GNSS融合的北斗卫星精密定轨

提供高精度的精密轨道产品对北斗系统的推广应用具有重要意义。给出了一种基于模糊度固定的北斗卫星多系统融合非差精密定轨方法,重点推导论述了模糊度固定的实现方法,并结合实测数据,对其精密定轨效果进行了分析,初步分析结果表明：利用本文方法,北斗GEO、IGSO、MEO卫星三维定轨精度分别达到1.263m、0.214m、0.134m,三类卫星径向定轨精度平均优于10cm,IGSO和MEO已经基本优于5cm;模糊度固定以后,北斗卫星三维定轨精度平均提高了21.8%,轨道切向精度改善最为明显,其中又以GEO卫星改进最大。