LEO卫星单频精密定轨电离层模型改进算法

电离层延迟的有效改正是LEO卫星单频精密定轨的关键所在。目前主要采用电离层比例因子法进行LEO卫星电离层延迟改正,但该方法在电子密度峰值高度确定时未考虑太阳活动、经纬度、昼夜变化、季节等因素的影响。IRI2012模型虽然考虑了上述因素对电子密度峰值高度的影响,但因其与电离层薄层高度选择的标准不一致,通常它们之间存在系统性偏差而无法直接使用。为此本文提出将电离层薄层高度作为约束条件对IRI2012模型确定的电子密度峰值高度的均值进行参数约束估计,得到一种改进的电离层模型算法,并利用Swarm卫星GPS观测数据对其进行验证。结果表明:改进的电离层模型对Swarm卫星径向、切向和法向定轨精度均有不同程度的提高,尤其对轨道径向和法向精度改善最为明显,分别提高了31.6%和32.0%;同时较大幅度地降低了轨道的系统性偏差,尤其是在径向和法向,分别平均降低了65.0%和54.7%。     

单频接收机和双频接收机的选择

“工欲善其事,必先利其器”。选购一台精确性、可靠性和耐用性都很好的GPS接收机不只关系到当前投资多少,更重要的是关系到能否顺利完成工作任务。因此,购置时务必慎之又慎,切勿掉以轻心。选购时首先面临的选择就是,引进双频机还是单频机?现将二者的优缺点简述如下,以供参考。     

亚太地区BDS-3/GNSS组合系统单频单点定位性能分析

针对北斗三号卫星导航系统(BDS-3)向全球提供定位、导航和授时(PNT)服务后的定位性能评估问题,基于MGEX(Multi-GNSS Experiment) WHU2站7天实测数据,从可视卫星数、几何精度衰减因子(GDOP)、定位精度、定位成功率和伪距残差方面分析了BDS-3及BDS/GNSS组合伪距单点定位(SPP)性能.结果表明：在亚太地区,BDS-3具有比美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo更优的SPP性能,其水平、垂直和三维精度分别为1.19 m、2.34 m、2.38 m,三维精度比北斗二号卫星导航系统(BDS-2)、GPS、GLONASS和Galileo的SPP精度分别提升了54.8%、27.2%、86.4%和1.2%.此外,BDS/GPS/Galileo组合能获得最优的SPP精度,其水平、垂直和三维精度分别为0.96 m、1.66 m、1.77 m,相较于BDS-2/BDS-3 SPP分别提升了18.6%、19.4%和17.3%.     

GEO/IGSO/MEO对北斗SPP精度的影响

北斗卫星导航系统混合星座增强了北斗的抗遮挡能力,每种星座卫星对定位精度的影响是目前研究的重点。本文基于北京地区的连续跟踪站BFGY站和ZGDZ站2018年第96天实测数据,采用反向分析法首次分析了GEO/IGSO/MEO对北斗卫星可见数、PDOP值和北斗SPP精度的影响程度,发现每种星座卫星都对北斗卫星可见数有很大的影响,对PDOP值的影响最大达到21;GEO卫星对SPP精度的影响大于IGSO卫星大于MEO卫星。     

基于小波分析提取单频GNSS伪距多路径误差及其对定位的影响

伪距多路径误差是影响GNSS导航定位精度的主要误差源之一。多路径误差与接收机周围环境有关,在实际应用中难以建立有效的多路径误差模型进行改正。对于多频GNSS接收机可以通过多频观测值组合估计伪距多路径,但该方法不适用于价格低廉的单频接收机,而导航中使用的大多数为单频接收机。因此,开展单频GNSS伪距多路径误差提取研究具有重要的工程应用价值。本文基于小波分析对单频GNSS接收机伪距多路径误差估计开展研究,首先验证了小波分析用于单频GNSS伪距多路径误差估计的可行性;其次,研究了采用不同的小波基和分解层次对多路径误差估计的影响;最后,研究了改正多路径误差对GNSS定位的影响。实验结果表明不同的小波基和分解层次对多路径误差提取效果没有明显的差别,但小波分解层次较低时定位误差分布相对更加集中,同时,经过多路径误差改正后在NEU3个方向RMS平均改善率达到20.4%、25.1%、16.4%。     

多模数据融合的单频RTK算法研究与软件实现

参考开源的RTKLIB代码,基于Visual Studio 2013设计开发了支持GPS、北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)、GLONASS、GAILIEO数据的单频实时动态(real-time kinematic,RTK)解算软件MSRTK(multi-p...     

星载GPS 伪距观测量重建及定轨精度分析

讨论了如何从星上下传的卫星位置数据中重建星载GPS 伪距观测量, 分析了重建伪距数据事后动力学 定轨精度及该方法对提高LEO 卫星位置精度的贡献。GRACE-A 卫星2008 年3 月1 日—14 日实测数据计算结果表明: 重建数据事后动力学定轨能显著提高地面主控站接收到的LEO 卫星实时位置精度; 其中由C/A 码伪距和广播星历 实时单点定位得到的卫星位置精度约为15m, 重建伪距事后动力学定轨得到的卫星位置精度约为2m。     

RTKLIB (b34) SPP数据处理解析

伪距单点定位(Pseudo-range Single Point Positioning, SPP)应用较早且广泛。随着GNSS相关技术的不断进步,伪距观测值与广播星历的精度也在不断提高,多GNSS系统还带来了更多的伪距观测值,SPP依然值得关注。RTKLIB作为一款广为接受的多功能GNSS数据处理开源软件,是实现二次开发的良好平台,为此,本文对新版本RTKLIB(b34) SPP数据处理进行了解析,给出了其处理流程,分析了其平差求解、结果检验、异常检测的原理,指出了其优缺点,为今后借鉴或改进提供了参考。     

联合GPS相位观测值与全球电离层图提取区域电离层TEC

提出一种结合GPS相位观测值与全球电离层图提取区域电离层总电子含量的方法。由于没有采用伪距观测值,无需考虑差分码偏差的影响。实验表明,在不同区域以及不同电离层活动条件下,用该方法改正电离层延迟,其单频定位精度较采用全球电离层图有显著提高,与采用相位平滑伪距电离层延迟改正的结果总体上相当。     

多普勒积分辅助的动态单频周跳探测

随着低成本接收机的广泛使用,单频GNSS（global navigation satellite system）已成为主要应用场景之一。单站单频GNSS通常由于观测环境较为复杂,其周跳率往往较高。虽然传统的无几何（geometry-free,GF）组合可探测部分大周跳,但对小周跳不敏感;几何（geometry-based, GB）组合可有效解决该问题,但在多个周跳同时发生时,GB组合的探测成功率会大幅下降。因此,提出了一种将GF组合与GB组合相结合的周跳探测修复方法。首先利用GF组合将大周跳探测并剔除,然后采用GB周跳探测方法探测小周跳,并在选权迭代的过程中不断修复发生大周跳的观测值。实验结果表明,所提方法可有效提高多周跳发生时的探测修复率,在极端情况下与传统方法相比成功率可提高约50%。