Improving carrier-phase ambiguity resolution in global GPS network solutions

Integer carrier-phase ambiguity resolution is one of the critical issues for precise GPS applications in geodesy and geodynamics. To resolve as many integer ambiguities as possible, the ‘most-easy-to-fix’ double-difference ambiguities have to be defined. For this purpose, several strategies are implemented in existing GPS software packages, such as choosing the ambiguities according to the baseline length or the variances of the estimated real-valued ambiguities. Although their efficiencies are demonstrated in practice, it is proven in this paper that they do not reflect all effects of varying data quality, because they are based on theoretical considerations of GPS data processing. Therefore, a new approach is presented, which selects the double-difference ambiguities according to their probability of being fixed to the nearest integer. The probability is computed from estimates and variances of wide-lane and narrow-lane ambiguities. Together with an optimized ambiguity fixing procedure, the new approach is implemented in the routine data processing for the International GPS Service (IGS) at GeoForschungsZentrum (GFZ) Potsdam. Within a sub-network of about 90 IGS stations, it is demonstrated that more than 97% of the independent ambiguities are fixed correctly compared to 75% by a commonly used method, and that the additionally fixed ambiguities improve the repeatability of the station coordinates by 10–26% in regions with sparse site distribution.     

一种检验GPS整周模糊度解算有效性的方法

检验解算的整周模糊度是ＧＰＳ精密快速定位的一个重要课题。过去已提出了不少方法，然而这些方法都存在一定的缺陷。本文提出一种新的方法，它是基于模型可区分度的概念。该方法利用可接受的第一、二类错误概率，计算边界值，并与固定解中最小残差二次型和次最小残差二次型比较，以确认相应于最小残差二次型的整周模糊度的有效性。     

静地卫星定轨的模糊度及基线选址

在短基线相位干涉法卫星定轨原理的基础上，分析了各主要误差源及其对相位模糊度计算的影响特性，指出目标卫星的初始轨道精度是影响模糊度解的主要因素；讨论了高稳定度的原子钟和共用本振方法以及近角距的较差观测对提高模糊度解的可靠性和精密定轨的积极作用。最后提出了综合有效率的概念，它可作为地面双基线布设及最优选址的参考依据。     

GPS三个频率整周模糊度相关性研究

作为GPS现代化的一部分，一个新的载波信号将用于民用，这一信号的频率为1176．45MHz。虽然可以合理地假设观测值间是不相关的，但是分析表明三个频率的模糊度是强相关的；而Ll模糊度与宽巷模糊度Nw＝Nl-N2、Nwc＝N2-Nc相关性很弱，三个频率观测方程联立解算时应选择Ll模糊度与宽巷模糊度Nw、Nwc。     

基于整数可逆模糊度变换和概率计算的GPS动态数据处理快速算法

在讨论整数可逆模糊度变换对模糊度搜索空间影响及直接取整法成功概率的基础上，结合Kalman滤波技术，提出一种新的GPS动态数据处理快速算法－－基于概率计算的模糊度快速分解技术（Probability Based Fast Ambiguity-resolution Technique,简称PBFAT法）。该算法在取整成功概率大于给定限值时，直接对浮点模糊度取整；若取整概率小于给定的值则进行一定范围的模糊度搜索。试验表明该方法的计算速度高于传统方法，所求的模糊度有一个明确的置信水平。     

单频GPS接收机整周模糊度快速动态解算方法研究

本文提出了一种快速动态解算单频GPS接收机整周模糊度的方法,其基本思想是对系数阵进行QR分解,通过矩阵变换使模糊度参数和位置参数分离,降低矩阵维数,并采用了一种残差二次型的快速算法。针对单频GPS接收机数据进行了静态和动态两种实验,本文算法达到静态误差小于1cm、动态误差小于5cm的精度,表明对于动态用户,该方法是快速和有效的,可应用于高精度导航和动态定位。     

基于多参考站网络的VRS算法研究与实现

多参考站网络的建立,为网络RTK的实现奠定了基础。虚拟参考站技术是网络RTK的一种,它以众多的优势代表了网络RTK的主要发展趋势。简单介绍了VRS系统的工作原理;从基准站间双差改正数的生成、虚拟观测值的生成和流动站处的定位解算3个方面,详细推导了VRS的数学模型;针对差分改正信息,提出了综合误差内插算法;最后,利用4个已知点的观测数据,结合编程计算,证明了文中VRS数学模型的正确性,为虚拟参考站系统的进一步研究提供依据。     

顾及基线先验信息的GPS模糊度快速解算

采用GPS相位观测值进行快速定位时,其解算模型严重病态,最小二乘解得的浮点模糊度精度差且相关性大,导致整周模糊度搜索空间过大,难以正确固定。本文提出一种顾及基线先验信息和模糊度线性约束的整数条件的GPS模糊度快速解算方法,先用顾及基线先验信息的正则化算法解得精度较高且相关性较小的浮点模糊度,以减小整周模糊度的搜索空间;再综合利用整周模糊度间的线性约束的整数条件和基线先验信息,进一步有效地减小模糊度搜索空间,提高搜索效率。算例表明:顾及基线先验信息的正则化算法有效地改善了模糊度浮点解,模糊度线性约束的整数条件有效地提高搜索效率和成功率。     

利用迭代加权模糊度函数法的单历元模糊度固定

为提高全球导航卫星系统GNSS在复杂环境下的定向成功率,将迭代加权的思想与模糊度函数法（AFM）相结合,提出迭代加权模糊度函数法（IWAFW）。基于AFM算法,通过设计新的适应度函数,利用残差计算权重,实现对不同卫星信号权重的自动调节,并结合惯性传感器给出的姿态信息,压缩搜索空间,降低计算量。通过实测试验验证,在复杂环境中,相比于AFM和带基线长度约束的最小二乘模糊度去相关算法（CLAMBDA）,该算法能够有效提高模糊度固定成功率。     

一种动态参考站RTK模糊度解算方法

根据两空间的不同特性和两空间模糊度之间的匹配关系 ,提出了双空间搜索算法 ,使两空间的模糊度候选值明显减少 ,因此可以加快模糊度的搜索速度 ,并用车载试验数据验证了方法的正确性。车载“动对动”定位结果与常规RTK结果比较 ,精度达到mm级