北斗卫星导航系统双差动力法精密定轨及其精度分析

针对GEO卫星切向轨道分量与双差模糊度强相关的问题,对经典双差动力法进行了改进,提出联合使用载波相位和相位平滑伪距实现北斗系统精密定轨,并从理论上分析了以上处理策略的可行性及对模糊度固定的影响,然后结合北斗系统精密定轨特点,推导给出了利用QIF方法实现北斗卫星双差模糊度固定的基本原理,实测数据分析表明:联合载波相位和相位平滑伪距,既可降低相关性,又可兼顾精度,定轨效果优于经典双差动力法;利用QIF方法能够取得一定的模糊度固定效果,但受观测条件限制,北斗卫星双差模糊度固定成功率整体不高,双差模糊度固定之后对轨道的改进作用有限。     

广西北斗地基增强系统性能测试与精度分析

在完成广西北斗地基增强系统建设的基础上,测试了系统网络RTK实时定位测量的内符合精度、环境可用性、空间可用性、时间可用性与兼容性;并对GPS+BDS+GLONASS、BDS、GPS+GLONASS三种模式下网络RTK的定位结果进行了对比分析。结果表明,广西北斗地基增强系统的各项精度指标满足设计要求,基于GPS+BDS+GLONASS多系统的网络RTK测量具有较高的精度与较好的稳定性和可靠性。     

Status of Satellite Orbit Determination and Time Synchronization Technology for Global Navigation Satellite Systems

In the form of satellite ephemerides and clock parameters, the space datum and system time information of one global navigation satellite system (GNSS) is transferred to users. With the continuous updating in the satellite payload such as the high-precision atomic clock, the monitoring and tracking technique such as the inter-satellite link, and in the data processing technique, the accuracy and real-time performance of the satellite ephemeris and clock error products are steadily improved. Starting from December 27th, 2018, the BeiDou Navigation System 3, or BDS-3, has provided the accurate and reliable basic positioning, navigation, and timing (PNT) service for the users in the countries within the “one belt and one road”. This paper has summarized the faced challenges of the precise orbit determination and time synchronization from the regional BDS-2 system to the BDS-3 global system, and the specific solutions at the control segment. In addition, this paper has compared the BDS with other GNSS systems in terms of technical characteristics. Finally, aiming at a higher accuracy and more reliable PNT service, the road map of precise orbit determination and time synchronization technique for the next generation navigation systems is discussed, which will provide a reference for developing the global navigation satellite systems with an even higher accuracy.     

卫星导航增强系统建设与发展

自卫星导航系统诞生以来,人们发展了多种增强技术和手段,并建立了大批增强系统,以满足用户更高精度和完好性的需求.由于卫星导航增强技术客观上晚于基本系统出现,且都是按需独立建立,因此不可避免地存在着"碎片"和"补丁"式发展问题,相互之间功能重叠,缺乏统一的规划和标准,未成体系化建设.本文回顾和总结了卫星导航增强技术的产生和发展历程,梳理了相关技术内涵与定义,并重点介绍了中国北斗卫星导航系统(BDS)增强体系的建设和发展情况.在此基础上,结合5G通信、低轨卫星等新兴技术,对卫星导航增强体系未来发展动态进行了展望和分析,并对未来北斗定位、导航与授时(PNT)综合服务中的增强体系建设提出了建议.     

利用BDS与无人船进行污染源分析及处理

在大数据的背景下,充分利用北斗卫星导航系统（BDS）的定位功能,以无人船作为用户端,在水质数据采集和污染源位置的问题中积极探索新的实践方案,迅速、准确地找到污染源,减少河流污染物污染的时间,且无人船上装有净化模块,在发现污染时可作简易处理。在无人船上安装水质分析仪,水质分析仪的传输模块中安装经给防水处理的北斗卫星定位芯片和WiFi数据传输器,进而对河流的污染物种类及浓度进行分析,并采用大数据的计算方法,计算出污染源位置,向云平台反映污染源位置分析结果与污染物处理方法。通过BDS,将数据按照位置区域划分,并将能到达污染源的最短路径发送到处理人的移动设备上。本文通过对基于BDS定位的水质污染监测可视化系统进行分析,以期迅速找出污染源,减少水质污染现象的发生。     

Tropospheric Wet Refractivity Tomography Based on the BeiDou Satellite System简

This paper presents a novel approach for assessing the precision of the wet refractivity field using BDS （BeiDou navigation satellite system） simulations only,GPS,and BDS＋GPS for the Shenzhen and Hongkong GNSS network.The simulations are carried out by adding artificial noise to a real observation dataset.Instead of using the δ and σ parameters computed from slant wet delay,as in previous studies,we employ the Bias and RMS parameters,computed from the tomography results of total voxels,in order to obtain a more direct and comprehensive evaluation of the precision of the refractivity field determination.The results show that：（1） the precision of tropospheric wet refractivity estimated using BDS alone （only 9 satellites used） is basically comparable to that of GPS; （2） BDS＋GPS （as of current operation） may not be able to significantly improve the data＇s spatial density for the application of refractivity tomography; and （3） any slight increase in the precision of refractivity tomography,particularly in the lower atmosphere,bears great significance for any applications dependent on the Chinese operational meteorological service.     

一种提高北斗系统中低纬度无源定位精度的改进方法

本文提出一种提高北斗系统中低纬度无源定位精度的方法,利用星际间单差及高程约束来提高定位精度。与传统方法相比,新方法具有更高的精度及较好的稳定性,仿真结果表明,在中低纬度地区定位精度可达50~200M。     

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。     

对TurboEdit周跳探测及修复算法的改进

概述了Turbo Edit算法的基本原理,指出了伪距观测值精度较低造成的小周跳探测不准的问题,分析归纳了不敏感周跳组合。设计了基于移动平滑窗口的探测模型,分别改进了Melbourne-Wübbena组合和Geometry-Free组合的周跳探测阈值条件,有效降低了伪距观测值精度较低对于周跳探测的影响。实验采用GPS和北斗实测双频数据进行了验证,结果表明,该算法能够准确地探测和修复双频非差观测数据中所有模拟的周跳。