导航卫星天线相位中心误差标定方法研究现状及发展趋势

卫星天线相位中心误差是影响GNSS高精度定位定轨的重要误差源,实用中需要对其精确标定。随着北斗卫星导航系统的建设发展,如何对卫星天线相位中心误差进行更为精确的标定应引起人们的重视。为此,本文首先简要介绍了各卫星导航系统的卫星天线情况,而后系统总结了导航卫星天线相位中心误差标定方法的发展历程和研究现状,指出了未来卫星天线相位中心误差标定方法的发展趋势,相关研究成果对我国北斗卫星天线相位中心误差的标定方法研究具有参考意义。     

BeiDou、Galileo、GLONASS、GPS多系统融合精密单点

随着中国BeiDou系统与欧盟Galileo系统的出现以及俄罗斯GLONASS系统的恢复完善,过去单一的GPS导航卫星系统时代已经逐步过渡为多系统并存且相互兼容的全球性卫星导航系统(multi-constellation global navigation satellite systems,multi-GNSS)时代,多系统GNSS融合精密定位将成为未来GNSS精密定位技术的发展趋势。本文采用GPS、GLONASS、BeiDou、Galileo 4大卫星导航定位系统融合的精密单点定位(precise point positioning,PPP)实测数据,初步研究并分析了4系统融合PPP的定位性能。试验结果表明:在单系统观测几何构型不理想的区域,多系统融合能显著提高PPP的定位精度和收敛速度。4大系统融合的PPP收敛速度相对于单GNSS可提高30%~50%,定位精度可提高10%~30%,特别是对高程方向的贡献更为明显。此外,在卫星截止高度角大于30°的观测环境下,单系统由于可见卫星数不足导致无法连续定位,而多系统融合仍然可以获得PPP定位结果,尤其是水平方向具有较高的定位精度。这对于山区、城市以及遮挡严重的区域具有非常重要的应用价值。     

Galileo系统和区域增强导航系统的定位误差比较

采用最小二乘协方差方法分别对Galileo系统的定位误差和中国区域导航增强系统的定位误差的计算进行定义,并通过matlab编程仿真比较得出:区域增强导航系统的定位误差只有Galileo系统定位误差的三分之一。表明,如果能建立区域增强导航系统将在较大程度上提高中国区域的导航能力。     

基于欧洲“伽利略”系统的研究

“伽利略”计划是欧盟为了打破美国的GPS在卫星导航定位这一领域的垄断而启动的迄今为止欧洲将要开发的最重要的航天计划。该计划可谓“一波三折”,搁浅时间长达14个月。尽管如此,无论从技术角度、经济角度,还是从战略角度出发,该计划都是值得研究的。文章重点围绕“伽利略”系统的体系结构、特点及该计划的重大意义展开论述,同时,就计划进展和搁浅原因等作简单介绍。     

不同NeQuick电离层模型参数的应用精度分析

Galileo采用NeQuick作为全球广播电离层模型,其实际应用中以有效电离水平因子Az代替太阳活动指数作为NeQuick的输入参数,并利用二次多项式拟合得到广播星历中播发的3个电离层参数。本文在总结和讨论NeQuick模型参数估计方法及其变化特征的基础上,分别以全球电离层格网、GPS基准站及JASON-2测高卫星提供的电离层TEC为参考,分析不同NeQuick模型参数(包括以太阳活动参数F10.7为输入的NeQuick2、以本文解算参数为输入的NeQuickC和以Galileo广播电离层参数为输入的NeQuickG)在全球大陆及海洋地区的应用精度,并与GPS广播的Klobuchar模型对比。结果表明,NeQuickG在全球范围内的修正精度为54.2%~65.8%,NeQuickC的修正精度为71.1%~74.2%,NeQuick2的修正精度与NeQuickG相当,略优于GPS广播星历中播发的Klobuchar模型。     

基于GF模型的BDS-3/GPS/Galileo三频模糊度固定性能分析

基于实测数据评估基于无几何（geometry-free,GF）模型的BDS-3/GPS/Galileo三频模糊度固定性能。首先给出适用于BDS-3/GPS/Galileo短基线TCAR（triple-frequency carrier ambiguity resolution）算法的三频线性组合;然后基于不同长度的实测短基线数据,评估BDS-3/GPS/Galileo超宽巷、宽巷及窄巷模糊度单历元固定性能。结果表明,对于5 m、3.6 km和13.1 km三条基线,BDS-3/GPS/Galileo超宽巷模糊度固定率相当（99.7%以上）,BDS-3/GPS宽巷模糊度固定率（97.2%以上）略优于Galileo（93.0%以上）,BDS-3窄巷模糊度固定率（92.2%以上）略优于GPS/Galileo（89.4%以上）。     

全球定位系统（GPS）现代化运行控制段（OCX）的进展与现状

主要介绍了美国全球定位系统（GPS）和欧洲伽利略（Galileo）计划的组成部分,着重研究分析了两个系统控制段的现状。随着现代化GPS的到来,传统的GPS控制段已经不能满足GPSIII星座的需求。现代化的GPS运控段（OCX）应运而生,新增加的系统功能保证了GPSIII更优良的可用性和完好性,并且预计在2014年前逐步取代传统的GPS控制段。     

卫星导航定位技术在C4ISR中的应用

介绍了世界上的几种全球卫星导航定位系统的特点和C4ISR系统对导航定位技术的需求,以及组合导航系统在C4ISR系统中的应用。分析了卫星导航定位作为C4ISR系统关键技术发挥的重要作用,指出了卫星导航定位是C4ISR系统综合一体化的关键技术。     

Galileo系统导航电文介绍

对Galileo卫星导航系统所要使用的导航电文进行介绍,详细介绍其导航电文的结构、内容、参数与相关定义,并对GPS和Galileo两种卫星导航系统所使用的导航电文的并同进行了比较。     

一种基于伽利略搜救系统的联合定位算法

分析了伽利略搜救系统的地面站定位模型。提出了一种适用于该系统的,在存在多余观测的情况下,基于信号的时间延迟和多普勒频率测量值加权后,共同参与平差计算的联合定位算法模型及其误差分布模型。仿真结果表明,与单纯使用一种观测值的定位算法相比,该算法可以提高定位精度,是一种适合伽利略搜救地面站使用的定位算法。